圆周运动中的临界问题分析 教案 教学设计

1、6圆周运动中的临界问题教学设计高一物理组龙一、教材分析圆周运动的临界问题继是人教版高中物理必修2第五章的内容。在此之前，学生已经学习了直线运动的相关内容，和曲线运动的基本知识，自然界和日常生活中运动轨迹为圆周的许多事物也为学生的认知奠定了感性基础，本节课主要是帮助学生在原有的感性基础上进一步认识圆周运动，为今后学习万有引力等知识打下基础。二、学情分析高一（14）班是二层次班级，学生基础、领会能力相对较弱。不过学生已经学习了圆周运动、向心加速度、向心力等圆周运动的相关知识，已基本了解和掌握了圆周运动的特点和规律，对圆周运动的临界问题的学习已打下了基础。三、学习目标通过学生讨论，小组合作，老师引导

2、，让学生进一步熟练圆周运动问题的解题步骤；通过学生讨论，小组合作，老师讲解，达到知道临界状态的目标；通过学生讨论，小组合作，老师讲解，达到知道圆周运动中的临界问题，并能正确解题的目标。四、教学重难点重点a圆周运动问题的解题步骤b竖直水平圆周运动的临界状态c运用所学知识解决圆周运动中的临界问题难点a竖直水平圆周运动的临界状态b运用所学知识解决圆周运动中的临界问题五、导入播放视频电唱机做匀速圆周运动，创设情境，导入新课六、教学设计（一）预习案公式默写角速度：二一0线速度：v二s二生二rtT运行周期：T二经二迥v向心加速度：av24兀2r=2r=v=4兀2n2r=4兀2f2rrj-rJrT2向心力：

3、F=manV24兀2=m=m2r=mv=mr=4兀2n2mr=4兀2f2mrrT2复习巩固圆周运动匀速園周运动非匀速J圆周运动特点二角蚀踵*周期颊率不銮，虜速度向心加速度*向心力的大小不变，右向时刻改雲；变速运动；非匀变速雌运动;条件二音外力大小不甕肓问贻终与速度肓甸垂直且指向圜心4向心力就是物体作圆周运动的合外力，合外力不指向圆6.与速度方向不垂直；合外力沿着半径方向的分量提供向心力，改变速度方向孑沿養速度方向的分量，改变速度大小当速率増大时.合外力与速度方向的夹角为锐i角；皮之”为钝角&（二）探究案1.圆周运动问题的解题步骤例、例.如图所示，半径为R的圆筒绕竖直中心轴OO转动，小物块A靠在

4、圆筒的内壁上，它与圆筒的动摩擦因数为U，现要使A不下落，则圆筒转动的角速度3至少为（D）A随着转动过程中，支持力提供向心力F二mo2R即f=mgn小组讨论，得出结果，并归纳总结出圆周运动解题步骤。解：A物体不下落，说明静摩擦力等于重力，A联立解得学生讨论，小组合作，老师引导得出圆周运动解题步骤1、确定研究对象2、画出运动轨迹、找出圆心、求半径3、分析研究对象的受力情况，画受力图4、确定向心力的来源厂v2/2兀、5、由牛顿第二定律F=ma=m=m2r=m()2r列方程求解nnrT圆周运动中的临界问题临界状态当物体由一种物理状态变为另一种物理状态时，可能存在一个过渡的转折点这时物体所处的状态通常称

5、为临界状态，与之相关的物理条件则称为临界条件。a绳子松弛b有静摩擦的系统，相对静止与相对滑动c竖直平面内圆周运动，物体恰能通过最高点临界问题的“题眼”解答临界问题的关键是找临界条件。许多临界问题，题干中常用“恰好”、刚好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脱离”等词语对临界状态给出了明确的暗示，审题时，一定要抓住这些特定的词语发掘内含规律，找出临界条件。C.等于零D.可能是拉力，可能是推力，也可能等于零mC.24N的拉力D.24N的压力D.小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力2.长度为L=0.5m的轻质细杆OA,A端有一质量为m=3.0kg的小球，如图所示，小球以0

6、点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，贝V此时细杆0A受到（B）A.6.0N的拉力B.6.0N的压力如图所示，光滑的水平圆盘中心0处有一个小孔，用细绳穿过小孔，绳两端各系一个小球A和B，两球质量相等，圆盘上的A球做半径为r=20cm的匀速圆周运动，要使B球保持静止状态，求A球的角速度应是多大？（g取10m/s2）解：B静止，根据平衡条件，线的拉力：F=mgA球的向心力等于F,根据牛顿第二定律，有：F=皿联立得：=10rad/s（四）课堂小结1.轻绳类轻绳拴球在竖直面内做圆周运动，过最高点时，临界速度为v=pgr,此时F绳=0.2.轻杆类小球能过

7、最高点的临界条件：v=0.当OvvCir时，F为支持力;（3）当v=gr时,F=0；当v/gr时，F为拉力.汽车过拱桥当压力为零时，即G-mR=0,v=莎,这个速度是汽车能正常过拱桥的临界速度.v、,fgR是汽车安全过桥的条件.摩擦力提供向心力物体随着水平圆盘一起转动，汽车在水平路面上转弯，它们做圆周运动的向心力等于静摩擦力，当静摩擦力达到最大时，物体运动速度也达到最大，由V2F=mm得v=Vgr这就是物体以半径r做圆周运动的临界速度.r七、当堂检测（B层次）冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，若依靠摩擦力充当向心力，其安全速度（B）A7=

8、B.V.jkR，3C.V7D.V0Na由得：vagR对b球在最高点，由牛顿第二定律得：02mbg+FNb=mR要使b球不脱离轨道，则F0Nb由得：v戸莎.八、目标回扣九、板书设计圆周运动中的临界问题一、圆周运动问题的解题步骤1、确定研究对象2、画出运动轨迹、找出圆心、求半径3、分析研究对象的受力情况，画受力图4、确定向心力的来源厂v2,2kF=ma=m=m2r=m()2r5、由牛顿第二定律nnrT列方程求解二、圆周运动中的临界问题1临界状态2.临界问题的“题眼”“恰好”、“刚好”、“最大”、“至少”、“不相撞”、“不脱离”轻绳类轻绳拴球在竖直面内做圆周运动，过最高点时，临界速度为v=pgr，此时F绳=0.4轻杆类小球能过最高点的临界