第2节 向心力 教学任务分析 课程标准对本部分的要求是：能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力，关注圆周运动的规律与日常生活的联系。 二、学生学情分析 学生在此之前学习了牛顿运动定律及圆周运动的基本知识，并通过实验演示及分析对匀速圆周运动的规律已经掌握。但对于向心力及向心加速度的理解任然需要提高认识和理解。对于生活中有关圆周运动的知识还缺乏较深的理解。 三、教学目标 （一）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.会在具体问题中分析向心力的来源； 4.会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题； 5.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。 （二）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，提高分析和解决问题的能力； 2.通过对离心现象的实例分析，提高综合应用知识解决问题的能力； （三）情感、态度与价值观 运用生活中的事例，激发学生学习兴趣和探索动机，树立具体问题具体分析的科学观念。 四、教学重点 1.掌握处理圆周运动问题的一般步骤； 2.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。 五、教学难点 火车轮缘与轨道的受力关系、离心运动。 六、教学流程 （一）学生上台表演，复习回顾 教师让学生上台弹唱自己作词作曲的《听我说圆周运动》 【设计意图】创造一种轻松的课堂氛围，把物理知识融入歌曲里，激发学生学习兴趣，拓宽了学生眼界。 （二）回归生活，积极探索 【环节一】火车转弯问题 1.提出问题，做好铺垫 教师：播放火车转弯的视频，同时展示火车车轮与轨道的构造，介绍火车内轮、外轮、内轨、外轨。 【设计意图】1.引导学生产生对火车问题的探究欲望，为接下来对火车转弯的探究做铺垫。 2.教师顺势提出今天研究的第一个问题火车的转弯问题———水平面内的圆周运动。 2.立足物理知识，深化探究 教师用多媒体展示火车内外轨道一样高和外轨略高于内轨时，并提出下列问题： a.圆周运动平面是哪个？圆心、半径在哪里？ b.研究对象受到什么力？由谁提供向心力？ 带着问题，教师与学生一同分析： （1）内外轨道一样高时 由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损坏铁轨。 （2）外轨略高于内轨时 教师借助课本和黑板擦做演示，将课本当做斜坡、黑板擦为火车。抛出问题：圆心在哪里？ 部分学生认为圆心在斜坡底端，部分学生认为圆心在水平面上。 教师演示圆心在斜坡底端的情况，发现如果是这种情况，火车转到地下了，因此圆心不可能在斜坡的底端，而是在与重心等高的位置。揭示正确答案，火车圆周运动的平面在水平面。 【设计意图】提出问题，引发学生思考与猜想。再进行演示，得出正确答案。这里实际是一个实验探究的过程。 教师在黑板板书，并与学生一起确定圆周平面、圆心、半径；再进行受力分析、确定向心力来源：重力G与支持力FN的合力F是使火车转弯的向心力；最后列方程求解。 教师用多媒体出示： 如果火车的车速比正常情况下，向心力还是原来的大小吗？由谁来提供？如果车速比正常情况大又如何？车速过快将发生什么情况？ 从两个方面解释：1.需求量与供给量的平衡，即速度增大，向心力需求量增大，只靠重力G与支持力FN的合力F提供向心力已远远不够，所以外轨给轮缘一个挤压力作用；速度减小时相反；2.生活经验感受：速度增大，火车有往外跑的趋势，対外轨产生挤压，速度减小时则相反。 【练习】在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为( ) A．减轻火车轮子挤压外轨 B．减轻火车轮子挤压内轨 C．使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力 D．限制火车向外脱轨 ... ...
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