第3章 生活中的圆周运动 教案

生活中的圆周运动 课题 生活中的圆周运动 课型 新授课 学习目标 知识与技能：1．能定性分析火车转弯外轨比内轨高的原因 2．能定量分析汽车过拱形桥最高点与凹形桥最低点的压力问题 3．知道航天器中的失重的本质4.知道离心运动及产生的条件，了解离心运动的应用和防止 过程与方法过程与方法：1．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． 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．情感态度和价值观：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． ???? 学习重点 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． 学习难点 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．对变速圆周运动的理解和处理． 学习准备 教具准备：PPT课件 图片资料 学具准备：课前的相关数据 课时安排 3课时 教学环节 导案 学案 达标检测 一、复习旧知，铺垫新知。 任务一 预习导学 （认真阅读教材p23-p25，独立完成下列问题） 一、 车辆转弯问题的研究 1、火车转弯： (1)内外轨高度相同时，转弯所需的向心力由_____力提供。 (2)外轨高度高于内轨，火车按设计速度行驶时，火车转弯所需的向心力由_____提供。 如图示 知 h , L,转弯半径R,车轮对内外轨都无压力,质量为m的火车运行的速率应该多大? 思考与交流1、如果超速行驶会怎么样？如果减速行驶呢？ 2、各种车辆在公路上行驶，向心力怎样提供？ 二、拱形桥 问题情境：质量为m的汽车在拱形桥上以速度t／行驶，若桥面的圆弧半径为只，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力． （ 请学生独立画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力．） 引导：请同学们进一步考虑当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大．当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象? 合作交流：下面再一起共同分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些？ 三、航天器中的失重现象 从刚才研究的一道例题可以看出，当汽车通过拱形桥凸形桥面顶点时，如果车速达到一定大小，则可使汽车对桥面的压力为零．如果我们把地球想象为特大的“拱形桥”，则情形如何呢?会不会出现这样的情况；速度达到一定程度时，地面对车的支持力是零?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? （学生独立分析以上提出的问题，并在练习本上画出受力分析图，尝试解答．） 引导：假设宇宙飞船质量为M，它在地球表面附近绕地球傲匀逮圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力．试求座舱对宇航员的支持力．此时飞船的速度多大?通过求解．你可以得出什么结论? 四、离心运动 引导：做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢?如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢?发表你的见解并说明原因． 合作交流：请同学们结合生活实际，举出物体做离心运动的例子．在这些例子中，离心运动是有益的还是有害的?你能说出这些例子中离心运动是怎样发生的吗? 任务二 例题分析 例：一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m／s2．求： (1)若桥面为凹形，汽车以20m／s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大? (2)若桥面为凸形，汽车以l0m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大? (3)汽车以多大 ... ...