人教版 (2019)必修 第二册4 生活中的圆周运动优质教案设计

这是一份人教版 (2019)必修 第二册4 生活中的圆周运动优质教案设计，共5页。教案主要包含了物理观念，科学思维，科学探究，科学态度与责任，教学重点，教学难点，新课导入，新课讲授等内容，欢迎下载使用。

6.4 生活中的圆周运动





本节课是在学生学习了圆周运动、向心加速度、向心力以后的一节应用课，通过研究圆周运动规律在生活中的具体应用，使学生深入理解圆周运动规律，并且结合日常生活中的某些生活体验，加深物理知识在头脑中的印象。本节内容丰富，教材例子选的都是很有特点，很有代表性。内容包括火车弯道，拱形桥，航天器的失重现象和离心运动。





【物理观念】树立相互作用观念，引导学生进一步加深对向心力的认识，使其会在实际问题中分析向心力的来源。


【科学思维】通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力。


【科学探究】通过轻绳、轻杆物理模型的巩固 ，体会物理模型在物理学习中的重要性


【科学态度与责任】通过向心力在具体问题中的应用，培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。





【教学重点】


1．理解向心力是一种效果力。


2．在具体问题中能找到是谁提供向心力的，并结合牛顿运动定律求解有关问题。


【教学难点】


1．具体问题中向心力的来源。


2．关于对临界问题的讨论和分析。


3．对离心运动的理解和处理。





PPT





【新课导入】


在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗？





【新课讲授】


一、火车转弯


如果铁路弯道的内外轨一样高，火车转弯时，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力是火车转弯所需向心力的主要来源。但是，火车质量太大，靠这种办法得到向心力，将会使轮缘与外轨间的相互作用力过大，不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻。





如果在弯道处使外轨略高于内轨（图 6.4-3），火车转弯时铁轨对火车的支持力 FN 的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧，它与重力 G 的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力。这就减轻了轮缘与外轨间的挤压。在修筑铁路时，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力 G 和支持力 FN 的合力来提供。





★汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢?





二、汽车过拱形桥


汽车过拱形桥时的运动也可以看作圆周运动。质量为m 的汽车在拱形桥上以速度 v 前进，设桥面的圆弧半径为 r，我们来分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。








★汽车过凹形桥时，在最低点时，车对桥的压力又怎样？








三、航天器中的失重现象


地球可以看作一个巨大的拱形桥（图 6.4-6），桥面的半径就是地球的半径 R（约为 6 400 km）。地面上有一辆汽车在行驶，所受重力 G ＝ mg，地面对它的支持力是 FN 。


根据上面的分析，汽车速度越大，地面对它的支持力就越小。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是 0 ？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？驾驶员躯体各部分之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？








四、离心运动


做圆周运动的物体，由于惯性，总有沿着切线方向飞出去的倾向。但是物体没有飞出去，这是因为向心力在拉着它，使它与圆心的距离保持不变。一旦向心力突然消失，物体就会沿切线方向飞出去。


除了向心力突然消失这种情况外，在合力不足以提供所需的向心力时，物体虽然不会沿切线飞去，也会逐渐远离圆心（图 6.4-7）。这里描述的运动叫作离心运动。





★离心运动的 防止和应用





通过本节课对几个实例的分析，使学生学会具体问题必须具体分析的原则，理解物理与生活的联系，学会用科学、合理的方法去处理问题。理解向心力是一种效果力，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，对问题的设计以及学生的回答不能做出及时的评价，我觉得这是我这节课较大的不足。