《生活中的圆周运动》教案2

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1、《生活中的圆周运动》教案教学目标（一）知识与技能1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力，会在具体问题中分析向心力的来源。2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中特殊点的向心力和向心加速度。（二）过程与方法2、通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力。3、通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。（三）情感态度与价值观1、通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题。2、通过离心运动的应用和防止的实例分析.使

2、学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题。3、养成良好的思维表述习惯和科学的价值观。二、教学重点1、知道向心力不是一个特殊的力，能在具体的实例中正确地合成向心力。2、灵活选用向心力和向心加速度公式求接圆周运动动力学问题。三、教学难点向心力、向心加速度公式适应变速圆周运动的理解。四、课时安排1课吋五、教学准备多媒体课件、粉笔、图片。六、教学过程新课导入:在前面的课中，我们介绍了向心力、向心加速度，并在习题课中对一些圆周运动实例进行了分析和计算。通过学习，我们知道了引进向心力和向心加速度是动力学研究的必然；对圆周运动受力情况进行分析，再和运动情况进行对照，事实上是

3、牛顿运动定律应用的延伸。新课讲解：一•水平面内的圆周运动（铁路的弯道分析）图11、火车在弯道上的运动特点火车在弯道上运动时做圆周运动，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，需要很大的向心力。如果转弯内外轨道一样高，则由外轨对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损。2、向心力的来源分析在修筑铁路吋，要根据转弯轨道的半径和规定的行驶速度，适当调整内、外轨道的高度差，是转弯时所需的向心力完全由重力〃好和支持力N的合力提供，从而使内、外轨不受轮缘的挤压。推证：设车轨间距为L,两轨高度差为h,转弯处的半径为R,行驶的火车质量为刃两轨所在平面与水平面的夹角为〃，则由三角形边角关系有=对火

4、车进行受力分析有=mgtanSo因为。很小，由三角函数知识，可认为tan0•=sinS=p又由向心力公式血=攀可得珂=桦。显然，在g、h、R、厶不变的情况下，火车转弯时的车速应该是一个确定值％=此时，火车转弯向心力完全由重力和支持力的合力提供。结论：1、当火车转弯速率卩等于切时，冬=耳，内、外轨道对轮缘都没有侧压力。2、当火车转弯速率卩大于巾时，F合V伦，外轨道对轮缘有侧压力。3、当火车转弯速率卩小于巾时，F鸟〉耳，内轨道对轮缘有侧压力。二•竖直面内的圆周运动（凹凸桥分析）1、向心力来源（最高点和最低点）：汽车做圆周运动，重力和桥面的支持力提供向心力。2、汽车过桥分析（1）过凸形

5、桥分析（求汽车过桥时对桥的压力）设质量为刃的汽车以速度y在圆弧半径为斥的凸形桥上运动，选取汽车为研究对象进行受力分析如图所示，汽车在最高点做圆周运动，重力〃矽和桥面对汽车的支持力"的合力提供其做圆周运动的向心力。贝0:根据牛顿第三定律有:耳=mg-N又血=学，那么，N=7n&-嘗,HA可以看出，汽车对桥的压力小于汽车受到的重力，而月.汽车速度越大，对•桥的压力越小。1、当Af"=0时，mg—0,即》=府豆。2、当0

6、为研究对象进行受力分析如图所示，汽车在最低点做圆周运动，重力mg和桥面对汽车的支持力何的合力提供其做圆周运动的向心力。贝9：mv2,那么，N=mg+mv2根据牛顿第三定律有:=N=mg+可以看出，汽车对桥的压力大于汽车受到的重力，而且汽车速度越大，对桥的压力越大。三•航天器中的失重现象1.航天器中的宇航员的向心力由引力和支持力的合力提供，方向竖直向下。2.宇航员具有竖直向下的加速度，对座椅的压力小于重力，处于失重状态。注意：准确地理解失重和超重的概念，并不是重力消失，而是与它接触物体的拉力或压力不等于重力的现象。四•离心运动和近心运动1、离心运动（1）物体做离心运动的条件：合外力

7、突然消失，或不足以提供所需的向心力。（2）离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或者不足以提供所需的向心力情况下，做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。2、近心运动(1)物体做离心运动的条件：合外力突然增大，或合外力大于所需的向心力。(2)近心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然增大或者大于所需的向心力情况下，做逐渐靠近圆心的运动，这种运动叫做近心运动。