2020_2021学年高中物理第五章曲线运动7生活中的圆周运动教案新人教版必修2.doc

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1、优选生活中的圆周运动1.教学目标知识与技能1）能定性分析火车外轨比内轨高的原因2）能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题3）知道航天器中的失重现象的本质4）知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止过程与方法1）会用牛顿第二定律分析圆周运动2）进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用情感态度与价值观仔细观察生活中的物理现象，发现它们的趣味性，并通过火车脱轨事件感受科学的严谨性与必要性2.教学重点1）巩固向心力和向心加速度的知识2）会在具体问题中分析向心力的来源3.教学难点会用牛顿第二

2、定律解决生活中较简单的圆周运动问题4.教学过程1.导入我们每天上学放学，穿梭于学校与家门之间，路上总是有来来往往的车辆（图片展示）-5-/5优选这是某某的一座立交桥，桥面很高，小汽车想要达到对岸，先要上引桥，大家可以看到汽车在引桥上可以近似看成做圆周运动。物体在水平面内做圆周运动的运动与受力情况是怎样的呢？今天我们就来学习——生活中的圆周运动。（引出标题）1.新课讲授一、水平面内的圆周运动1.铁路的弯道铁路的弯道铁路的直道部分一般都是两边一样高的，而到了弯道，往往内侧轨道要略低于外侧轨道你知道这是为什么吗？火车在水平面

3、内做圆周运动，必须要有力来提供向心力，那么什么力来提供呢？我们来对火车进行受力分析。火车受到自身的重力G以及铁轨对轮毂的支持力FN，重力和支持力的合力F合可以沿水平方向，指向圆心，半径轨道为r，当火车的速度v恰好达到某一值时，使。这时车轮与轨道间仅有垂直于接触面的挤压，而对内侧、外侧轨道没有向内或向外的挤压。当火车速度v增大时，其他量保持不变，可由公式得此时向心力Fn增大，外轨对车轮有向内的挤压提供额外的向心力。速度v减小时，以此类推。思考：结合所学向心力公式，仔细想想火车过弯时如何避免火车脱轨？由，要使合力能够提供向

4、心力，那么向心力Fn必须小于最大合力X围。即1）减小火车过弯时的速度v；-5-/5优选1）增大铁路的弯道半径r。2.汽车过弯与火车过弯类似，在水平的马路上过弯，汽车所需的向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的。小练习：小汽车经过弯道时可视为圆周运动，已知小汽车的质量为2000kg，轮胎与路面间最大静摩擦为1.4×104N，弯路的半径为63m，如果车速达到72km/h，这辆车会不会发生侧滑？解法1：求最大车速最大车速v=21m/s实际车速v’=72km/h=20m/sv>v’，所以不会发生侧滑解法2：某某际的向心力所以不

5、会发生侧滑游乐场里有过山车，有的时候过山车会带着人在竖直平面内做圆周运动。人会体验到一种脚在上而头朝下的一种刺激。你会不会担心口袋里的钱亦或者整个人掉下来呢？二、竖直平面内的圆周运动-5-/5优选小汽车过拱形桥拱形桥可视为一段圆弧，汽车在拱形桥上的运动可视为圆周运动。我们来研究小汽车过最高点时的受力情况？不考虑小汽车在切向方向受牵引力和摩擦力。小汽车此时受重力G，以及支持力FN。两个力的合力是指向圆心的，即若m，v，R已知，则我们能够求出桥面对小汽车的支持力FN由牛顿第三定律可得，桥对车的FN和车对桥的压力FN’是作用

6、力与反作用力。FN=FN’小练习：有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的拱桥。（1）汽车到达桥顶时的速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？（2）汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥没有压力而腾空？解：1）G=mg=8000N支持力FN=G-F合=7500N压力FN=FN’=7500N2）无压力FN’=0，即FN=0G=Fn观察图片，思考：你知道为什么飞行员杯子里的水不会洒出来吗？（可现场演示）3.板书设计-5-/5优选一、水平面内的圆周运动1.铁路的弯道2.汽车过弯二、竖直平面内的圆周运动1.拱形桥-5-/5