水平面内的匀速圆周运动实例分析

1、公开课课题：水平面内的匀速圆周运动实例分析授课班级：高一5班 授课时间：2019年4月23日授课教师：罗华权三维目标：1知识与技能（1）会在具体问题中分析向心力的来源，明确向心力是按效果命名的力；（2）掌握应用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题的一般方法，会处理水平面内匀速圆周运动问题；（3）知道向心力，向心加速度的公式，并理解如何使用。2过程与方法（1）通过列举生活中圆周运动的例子，总结出这些多样的圆周运动的共同特点；（2）注意统一性和特殊性，注意一般方法和特殊方法，提高综合分析的能力。3情感、态度与价值观（1）通过对圆周运动受力的分析，体会到任何事物的变化和运动都能找到动力学原因从而领悟到因

2、果的制约与被制约关系； （2）通过实际演练，使学生在巩固知识的同时，体会到物理就在我们身边，领略到将理论应用于实际解决问题而带来的成功的娱乐； （3）激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯。教学重难点：1.重点：学会分析实际的向心力来源，能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题，其中包括汽车在水平面上的转弯、汽车在倾斜路面上的转弯、火车转弯等问题。 2.难点：汽车水平路面转弯的临界速度问题，和火车转弯最理想速度问题。 教学准备：教师准备：通过备课，准备PPT，并从网上收集一些图片和视频。 教学方法：本节采用教师讲授，学生分析问题的并将其用理论知识进行归纳整理的过程。 课时安排：1课时教学

3、过程： （一）知识回顾：播放视频，复习向心力及向心加速度的计算公式。（二）视频展示 火车与汽车事故：火车和汽车都在转弯时发生事故，引导学生思考，如果才能避免或降低车转弯时事故的发生。设置悬念，引发学生学习兴趣。（三）新课教学 1.汽车在水平路面上的转弯（1）向心力的来源：汽车在水平路面上转弯时，路面对汽车的静摩擦力提供汽车转弯所需的向心力。（2）汽车在水平路面上转弯，靠的是轮胎与路面间的静摩擦力。设汽车以速率v转弯，要转的弯的半径为R，则需要的侧向静摩擦力。如该汽车与地面间侧向最大静摩擦力为fmax，有得，转弯的最大速率，又fmax=umg，则 。 超过这个速率v0，汽车就会侧向滑动。例1 设

4、质量为m的汽车沿半径为R的水平圆形跑道匀速率行驶，若汽车与水平路面的动摩擦因数为，最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力，重力加速度为g。要使汽车不侧滑，则汽车行驶的最大速率是多少？2.汽车在倾斜（外高内低）路面上的转弯（1）向心力来源：汽车在倾斜路面上转弯时，若重力和支持力的合力恰好可以提供向心力，则汽车不受横向摩擦力作用，否则汽车的向心力需要由重力、支持力和摩擦力的合力提供。（2）重力和支持力的合力提供向心力时，汽车通过弯道的速度：汽车恰好以速度v行驶时重力与地面的支持力的合力充当向心力，即（r为弯道半径，为倾斜的角度）3火车转弯火车在转弯处，外侧的轨道高于内侧轨道，火车的受力分析如图所示，其转弯

5、时所需向心力由重力和弹力的合力提供。设车轨间距为L，两轨道高度差为h，车转弯的半径为R，质量为M的火车在轨道上行驶。由三角形边角关系可知由火车的受力分析可知。因为角很小，所以tan=sin。由于火车作匀速运动，其合外力充当向心力。所以解得：例2火车在半径r900 m的弯道转弯，火车质量为8×105 kg，轨道宽为l1.4 m，外轨比内轨高h14 cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，给你一块路牌来限制火车速度，这块路牌上速度应填多少？(很小时，可以近似认为tansin；g取10 m/s2)讨论:若火车转弯规定的速度为v0，当火车实际速度为v时，有下列三种可能：当v时，内外轨均不受侧向挤压的

6、力；当v时，外轨受到侧向挤压的力（这时向心力增大，外轨提供一部分力）；当v时，外轨受到侧向挤压的力（这时向心力减少，内轨提供一部分力）。课堂小结：归纳匀速圆周运动应用问题的解题步骤： A、明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。 B、确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供向心力。 C、建立以向心方向为正方向的坐标，找出向心方向的合外力，根据向心力公式列方程。 D、解方程，对结果进行必要的讨论。练习：1.在水平面上转弯的汽车，提供向心力的是( )A.重力和支持力的合力 B.静摩擦力C.滑动摩擦力 D.重力、支持力和牵引力的合力2.在世界一级方程式

7、锦标赛中，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，其原因是（ ）A.是由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘造成的B.是由于赛车行驶到弯道时，没有及时加速造成的C.是由于赛车行驶到弯道时，没有及时减速造成的D.是由于在弯道处汽车受到的摩擦力比在直道上小造成的3.某游乐场里的赛车场地为圆形，半径为250m一赛车和乘客的总质量为100kg，车轮胎与地面间的最大静摩擦力为600N。求:（1）若赛车的速度达到72km/h，这辆车在运动过程中会不会发生侧移？（2）若将场地建成外高内低的圆形，且倾角为45°，要使赛车不受侧向摩擦力，赛车行驶速度为多少？板书设计向心力的实例分析水平面内的匀速圆周运动实例分析1、汽车在水平路面上的转弯（1）向心力的来