高中物理圆周运动中的临界问题分析教案教学设计

1、圆周运动中的临界问题教学设计一、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,同学已经学习了直线运动的相关内容,和曲线运动的基本学问,自然界和日常生活中运动轨迹为圆周的很多事物也为同学的认知奠定了感性基础,本节课主要是帮忙同学在原有的感性基础上进一步熟悉圆周运动,为今后学习万有引力等学问打下基础；二、学情分析高一（ 14）班是二层次班级,同学基础、领悟才能相对较弱；不过同学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学问,已基本明白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1. 通过同学争论,小组合作,老师引导

2、,让同学进一步娴熟圆周运动问题的解题步骤；2. 通过同学争论,小组合作,老师讲解,达到知道临界状态的目标；3. 通过同学争论,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1. 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 运用所学学问解决圆周运动中的临界问题2. 难点a 竖直水平圆周运动的临界状态b 运用所学学问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1. 公式默写角速度：t2vTr线速度：vs2rrrvr42r422 n r422 f r422 f mrtT运行周期：T22

3、 rv向心加速度：anv22rT2向心力：F nma nmv2m2m vmr42422 n mrrT2复习巩固二 探究案 1. 圆周运动问题的解题步骤 例、例. 如下列图,半径为 R的圆筒绕竖直中心轴 OO 转动,小物块 A 靠在圆筒的内壁上,它与圆筒的动摩擦因数为 ,现要 使 A 不下落,就圆筒转动的角速度 至少为（ D ）小组争论,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 随着转动过程中,支持力供应向心力即fmgF Nm2R且fF Ng联立解得R同学争论,小组合作,老师引导得出圆周运动解题步骤 1、确定争论对象 2、画出运动轨迹、找出圆心、求半

4、径 3、分析争论对象的受力情形,画受力图 4、确定向心力的来源5、由牛顿其次定律Fnmanmv2m2rm 22r 列方程求解rT2. 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为临界状态,与之相关的物理条件就称为临界条件；a 绳子放松 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； 很多临界问题,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 的示意,

5、审题时,肯定要抓住这些特定的词语挖掘内含规律,找出临界条件；三 训练案1、如下列图,细线的一端有一个小球,现给小球一初速度,使小球绕细线另一端 O 在竖直平面内恰能转到最高点,不计空气阻力,用 F 表示球到达最高点时细线对小球的作用力,就 F（C ）A是拉力 B是推力C等于零 D可能是拉力,可能是推力,也可能等于零2.长度为 L0.5 m 的轻质细杆 OA,A 端有一质量为 m3.0kg 的小球,如下列图,小球以O 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,就此时细杆 OA 受到（B ）A.6.0N 的拉力 B.6.0N的压力C.24N的拉力

6、 D.24N 的压力3.如下列图,小球 m 在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,以下说法中正确的有（BD ）A小球通过最高点的最小速度为B小球通过最高点的最小速度为零C小球在水平线 ab 以上管道中运动时,内侧管壁对小球肯定有作用力D小球在水平线 ab 以下管道中运动时,外侧管壁对小球肯定有作用力4.如下列图,光滑的水平圆盘中心 穿过小孔,绳两端各系一个小球O 处有一个小孔,用细绳 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,依据平稳条件,线的拉力：Fmgm

7、2rA 球的向心力等于F,依据牛顿其次定律,有：F联立得：g1010 rad/sr0.1四课堂小结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vgr,此时 F 绳0. 2.轻杆类1小球能过最高点的临界条件：v0. 2当 0v gr时, F 为拉力 . 3.汽车过拱桥2 当压力为零时, 即 G mv 0,vRgR,这个速度是汽车能正常过拱桥的临界速度 .v0由 得： v a gR对 b 球在最高点,由牛顿其次定律得：2 v bmbgF Nbmb R要使 b 球不脱离轨道,就FNb0由 得： v bgR. 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、确定争论对象 2、画出运动轨迹、找出圆心、求半径 3、分析争论对象的受力情形,画受力图 4、确定向心力的来源5、由牛顿其次定律Fnmanmv2m2rm 22r 列方程求解rT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” 3.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vgr,此时 F 绳0. 4.轻杆类小球能过最高点的临界条件：v 0. 5.汽车过拱桥当压力为零时