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文档简介
曲线运动教学建议第一页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课程基本理念1.在课程目标上注重提高全体学生的科学素养;2.在课程结构上重视基础,体现课程的选择性;3.在课程内容上体现时代性、基础性、选择性;4.在课程实施上注重自主学习,提倡教学方式多样化;5.在课程评价上强调更新观念,促进学生发展.第二页,共九十六页,编辑于2023年,星期三新课程新在哪?1.强调三维目标(过程与方法);2.强化科学探究的内容;3.注重理论联系实际;4.提倡教学方式多样化.第三页,共九十六页,编辑于2023年,星期三物理教学的特征1.以创设物理情景为切入点;2.以观察物理实验(事实)为基础;3.以培养学生的思维能力为核心;4.以提升学生探究能力为重点.第四页,共九十六页,编辑于2023年,星期三对科学探究的理解1.实验探究与理论探究;2.合理选择探究的内容和探究的目标;3.让探究成为学生的观念;4.探究的过程比探究的结果更重要.第五页,共九十六页,编辑于2023年,星期三关于教学方式多样化1.两个永恒主题:既要继承传统,更要发展创新.2.不同的学生不同的教学方式;不同的内容不同的教学方式.3.以一种教学方式为主,多种教学方式有机组合的教学实践.不但具有时代特征,而且具有很强的可操作性.第六页,共九十六页,编辑于2023年,星期三我们的教学形式1.自主研修.(优秀学生)2.三环节教学.(常规教学)自学自研;问题解决;反馈评价.3.基础达标训练及辅导.(基础薄弱的学生)让优秀的学生吃饱;让一般的学生吃好;让基础薄弱的学生吃饱还要吃好.第七页,共九十六页,编辑于2023年,星期三说明了什么?类别期中期末自主研修112113直升区102103实验区100101全年级9898参加自主研修的学生22人,加上竞赛封闭的学生超过30人.部分自主研修的学生未参加考试.第八页,共九十六页,编辑于2023年,星期三实行“小单元教学”根据课时和教学内容将相互联系又相对独立的内容确定“教学单元”.1.有利于提高教学效率.2.有利于构建知识结构.3.有利于教学各个环节同时设计.第九页,共九十六页,编辑于2023年,星期三“问题导学”是有效的课堂教学模式教师设计问题系列,引导学生在解决问题的过程中掌握知识和方法.1.思维源于问题.思考,讨论,探究离不开问题.2.问题来源于学生,是学生的问题.3.教师的主导作用得到充分的发挥.4.课堂效率高.由浅入深,层次清楚,逻辑性强,重点难点突出.第十页,共九十六页,编辑于2023年,星期三三讲三不讲三讲讲重点;讲难点;讲疑点.(1)讲基本思想.重要概念和规律的建立过程.(2)讲基本方法.通过基本模型讲基本的方法.(3)讲典型错误.澄清学生中普遍存在的一些似是而非、模棱两可的模糊认识.三不讲学生会的不讲;学生自己能够学会的不讲;讲了不会的不讲.
第十一页,共九十六页,编辑于2023年,星期三也许是更好的教学方式“三环节”教学自学自研问题解决反馈评价“四环节”教学自学自研检测评价问题解决巩固训练第十二页,共九十六页,编辑于2023年,星期三编写适合教学方式的学习用书1.教材导读;2.实验探究;3.问题讨论;4.巩固练习;基础达标能力提升思维拓展第十三页,共九十六页,编辑于2023年,星期三教学中应该注意的问题1.重视课堂的实效性,提高课堂的效率;2.适合学生、适合你的才是最好的;3.自主学习的意识比自主学习的能力更重要;4.分数是硬道理,将落实进行到底;5.能力是练出来的,方法是悟出来的.第十四页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课程标准要求1.会用运动合成与分解的方法分析平抛运动.2.会描述匀速圆周运动,知道向心加速度.3.会用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力.分析生产和生活中的离心现象.4.关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系.第十五页,共九十六页,编辑于2023年,星期三新教材的主要变化1.继承了传统教材“曲线运动→运动的合成与分解→抛体运动→匀速圆周运动”的整体结构.2.将“运动的合成与分解”更名为“质点在平面内的运动”;将“平抛运动”更名为“抛体运动规律”.3.调整“向心力”和“向心加速度”教学顺序,先讲“向心加速度”后讲“向心力”;增加了学生实验“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”.4.将原“匀速圆周运动的实例分析”和“离心现象及其应用”两节合并为“生活中的圆周运动”一节,并增加了“航天器中的失重现象”.第十六页,共九十六页,编辑于2023年,星期三教学建议1.把本章教学内容看成是牛顿运动定律在曲线运动中的具体应用,是运动学和动力学知识从“一维”到“二维”的延伸.2.渗透科学思想方法教育.如研究蜡块在平面内的运动得到的是解决二维运动的一般性方法.3.重视学生的探究和生活中体验.第十七页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课时安排建议1.曲线运动(1课时).2.质点在平面内的运动(1+1课时).3.抛体运动的规律(1+1课时).4.实验:研究平抛运动(1+1课时).5.圆周运动(1课时).6.向心加速度(1课时).7.向心力(1+1课时).8.生活中的圆周运动(1+1课时).第十八页,共九十六页,编辑于2023年,星期三1曲线运动教学要点:1.怎样得出曲线运动中的速度方向?2.怎样得出物体做曲线运动的条件?3.会根据物体受力特点分析物体的运动情况.第十九页,共九十六页,编辑于2023年,星期三曲线运动的速度方向1.视频或图片展示物体做曲线运动.2.观察、猜想曲线运动的速度方向.第二十页,共九十六页,编辑于2023年,星期三曲线运动速度的方向3.实验探究:一般曲线运动的速度方向.第二十一页,共九十六页,编辑于2023年,星期三曲线运动速度的方向4.理论探究:从平均速度到瞬时速度(从割线到切线).质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向.ABlvA第二十二页,共九十六页,编辑于2023年,星期三曲线运动的条件1.提出问题:质点做曲线运动,下列说法正确的有A.曲线运动的速度大小一定变化B.曲线运动的速度方向一定变化C.曲线运动一定是变速运动D.质点受到的合外力一定不为零曲线运动一定是变速运动→a≠0,F≠0第二十三页,共九十六页,编辑于2023年,星期三曲线运动的条件2.演示实验:物体做曲线运动的条件观察下列实验现象,分析钢球的运动和受力情况.(1)钢球在斜槽上滚下,在水平桌面上做直线运动.(2)在斜槽的正前方放置磁铁,钢球在水平桌面上做直线运动.(3)在钢球运动路线的旁边放置磁铁,钢球在水平桌面上做曲线运动.(磁铁到钢球运动路线的距离要适当)第二十四页,共九十六页,编辑于2023年,星期三曲线运动的条件3.演示:给小球一个初速度,使它在水平桌面上沿直线滚动,离开桌边后,做曲线运动.(1)试画出各点的速度方向和受力方向.(2)小球在水平桌面上做直线滚动,离开桌边后做曲线运动,为什么?物体做曲线运动的条件:当物体受到的合外力与它的速度方向不在同一直线上.
第二十五页,共九十六页,编辑于2023年,星期三曲线运动的条件*4.拓展:将物体斜向上抛,物体运动轨迹如图所示.画出物体在A、B两点的速度方向和受力方向,并分析物体在上升和下落阶段,速度大小分别怎样变化?1.切向分力F1改变速度的大小.2.法向分力F2改变速度的方向.F总是与v垂直,速度大小改变吗?第二十六页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课堂练习1.要求学生课堂上完成问题与练习.
题1.了解生活中常见的曲线运动,及某点速度的方向.题2.体会速度矢量的角度变化,为加速度的学习做准备.题3.较难.已知受力情况判定物体的运动情况.第二十七页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课堂练习2.质点在一平面内沿曲线由P运动到Q,如果v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力,下列图象可能正确的是1.曲线运动的条件.2.力F、加速度a、速度v之间的关系.【D】第二十八页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课堂练习*3.物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,这时突然使它所受力反向且大小不变,即由F变为-F.在此力作用下,物体以后的运动情况是A.不可能沿曲线Ba运动B.不可能沿直线Bb运动C.不可能沿曲线Bc运动D.不可能沿原曲线由B返回A学生配套光盘练习,B选项较难.如果F的方向与Bb方向相同,怎样?垂直F方向的速度不可能为零.第二十九页,共九十六页,编辑于2023年,星期三2质点在平面内的运动教学要点:1.通过研究蜡块的运动,学习运动合成与分解的方法.2.通过研究蜡块的运动,学习解二维运动的一般方法.
(坐标系→位置→位移→轨迹→速度)关注的是蜡块的运动,不要涉及相对运动问题(相对速度、牵连速度)第三十页,共九十六页,编辑于2023年,星期三质点在平面内的运动1.演示:红蜡块在平面内的运动(视频)(1)演示蜡块沿玻璃管匀速上升.(2)演示蜡块随玻璃管水平匀速运动.(3)演示玻璃管水平匀速运动的同时,蜡块沿玻璃管匀速上升.提出问题:蜡块做什么运动?怎样定量描述它的运动?第三十一页,共九十六页,编辑于2023年,星期三描述质点在平面内的运动的方法坐标系→位置(位移)→轨迹→速度运动的合成(位移、速度、加速度):平行四边形定则.位置(坐标与时间的关系)
x=vxt
y=vyt轨迹―消去t
y=
x速度v=
tan=
第三十二页,共九十六页,编辑于2023年,星期三描述质点在平面内的运动的方法拓展(思考与讨论,问题与练习4).假设从t=0时刻开始,红蜡块在玻璃管内以0.1m/s的速度匀速上升,玻璃管以a=0.08
m/s2向右匀加速平移.t=0时蜡块位于坐标原点.(1)在图中标出t等于1s、2s、3s、4s时蜡块的位置,用平滑曲线描绘蜡块的轨迹;(2)试写出它的轨迹方程.第三十三页,共九十六页,编辑于2023年,星期三运动合成与分解例题:飞机起飞时以v=300km/h的速度斜向上飞,飞行方向与水平面的夹角为30.求水平方向的分速度vx和竖直方向的分速度vy运动的分解(位移、速度、加速度):平行四边形定则.悟出的道理:相互垂直方向的运动可以独立研究,然后求它们的合运动.第三十四页,共九十六页,编辑于2023年,星期三运动合成与分解思考与讨论:1.关于两个分运动的合成,下列说法中正确的是A.两个匀速直线运动的合运动一定是直线运动B.两初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是直线运动C.一个匀速直线运动和一个初速度为零的匀加速直线运动的合运动一定是曲线运动D.两个匀加速直线运动的合运动一定是曲线运动第三十五页,共九十六页,编辑于2023年,星期三运动合成与分解思考与讨论:2.将一个物体以速度v0竖直向下抛出,重力加速度为g.(1)物体做什么运动?(2)经过时间t物体的位移x,速度v分别为多大?(3)物体的运动可以看成哪两个分运动的合成?位移x=v0t+gt2/2速度v=v0+gt物体的位移x看成x=x1+x2,
x1=v0t
x2=gt2/2物体的速度v看成v=v1+v2,
v1=v0
v2=gt物体的加速度a看成a=a1+a2,
a1=0
a2=g物体的运动分解为两个运动:速度为v0的匀速直线运动;同方向的初速度为0、加速度为g的匀加速直线运动.把一个运动分解为几个简单的运动,是研究问题的一种重要方法.第三十六页,共九十六页,编辑于2023年,星期三运动合成与分解另一个模型:小船在静水中的速度为v1=5m/s,水流的速度为v2=3m/s,河宽为D=100m.1.若小船顺流而下,小船航行的速度是多大?若小船逆流而上,小船航行的速度是多大?2.使小船渡河时间最短,小船朝什么方向开行?渡河时间是多少?到达对岸的什么位置?3.若水流的速度增大到v2’=4m/s,渡河时间是多少?到达对岸的什么位置?4.使小船渡河路程最短,小船朝什么方向开行?渡河时间是多少?*若船速v1=3m/s,水速v2=5m/s,使小船渡河路程最短,小船朝什么方向开行?第三十七页,共九十六页,编辑于2023年,星期三3抛体运动的规律教学要点:1.引入抛体运动(平抛)概念.2.会用运动合成与分解的方法分析平抛运动.*3.拓展:斜抛运动的规律.平抛运动仅是一个案例.分析抛体运动(二维运动)的一般方法.
第三十八页,共九十六页,编辑于2023年,星期三引入抛体运动概念1.演示:用手抛出的小钢球做什么运动?用手抛出的纸飞机做什么运动?(只受重力,理想模型)2.建立平抛运动概念.举例说明(水平初速度,只受重力)第三十九页,共九十六页,编辑于2023年,星期三分析平抛运动引导学生用解平面内运动的思想方法解平抛运动.(1)建立坐标系.(2)对小球进行受力分析.(3)分析小球在不同方向的加速度和速度变化情况.(4)得到不同方向的运动规律.(5)运动的合成求不同时刻的位移和速度等.第四十页,共九十六页,编辑于2023年,星期三平抛运动的规律v0xyovxvyvxyr引导学生求解:水平方向:Fx=0,ax=0竖直方向:Fy=mg,ay=g,vy0=0位置:x=v0t;y=gt2
位移:r=tan=轨迹:消去t第四十一页,共九十六页,编辑于2023年,星期三平抛运动的规律位移:r=
tan=速度:vx=v0;vy=gt
v=
tan=v0xyovxvyvxyr注意位移与速度tan=2tan第四十二页,共九十六页,编辑于2023年,星期三平抛运动的规律例题(课本例题2):将一个物体以10m/s的速度从高为10m的高度水平抛出,不计空气的阻力,取g=10m/s2.1.求物体在空中飞行的时间t;2.求物体飞行的水平距离x;3.求落地时的速度方向与水平地面的夹角;4.如果增大平抛的初速度v0,t、x、分别怎样变化?5.如果增大平抛的高度h,t、x、分别怎样变化?飞行时间是由竖直分运动决定的,决定于高度.第四十三页,共九十六页,编辑于2023年,星期三平抛运动的规律例题:在倾角=30的斜面,将小球从A点以速度v0水平抛出,恰好落在B点,不计空气的阻力,重力加速度为g,求:(1)小球的飞行时间t以及AB间的距离l;(2)从抛出开始经过多长时间t'小球与斜面之间的距离最大?(3)物体在B点的速度与水平方向的夹角.*(4)设小球落到斜面时速度方向与斜面的夹角为.增大平抛的初速度,怎样变化?1.x=lcos,y=lsin2.速度的分解3.tan
=2tan4.=
-,不变v0ABvvxvy第四十四页,共九十六页,编辑于2023年,星期三平抛运动的规律例题:飞机以150m/s水平速度匀速飞行,某时刻让A球落下,相隔1s又让B球落下,不计阻力,在以后的运动中,两球位置关系为A.A球在B球前下方B.A球在B球后下方C.A球在B球正下方4.9m处D.A球在B球正下方,距离逐渐增大区别平抛物体的轨迹与空中物体排列的图样.v0hAhBh第四十五页,共九十六页,编辑于2023年,星期三区别轨迹方程与运动的图象一个物体做平抛运动,试作出下列关系图象:1.水平位移x与时间t的关系图象(x-t图);2.竖直分速度vy与时间t的关系图象(vy-t图);3.速度方向与水平方向的夹角的正切tan与时间t关系图象(tan-t图);4.竖直位移y与时间t的关系图象(y-t图).第四十六页,共九十六页,编辑于2023年,星期三平抛运动是匀变速运动做平抛运动的物体,每秒钟速度的变化量总是A.大小相等,方向相同B.大小不等,方向不同C.大小相等,方向不同D.大小不等,方向相同a=g恒定不变v=gt加速度不变的运动是匀变速运动第四十七页,共九十六页,编辑于2023年,星期三研究平抛运动的方法水平方向Fx=0匀速运动ax=0竖直方向Fy=mg
自由落体ay=g平抛运动vx=v0x=v0tvy=gty=gt2/2位置位移轨迹速度第四十八页,共九十六页,编辑于2023年,星期三如果抛出时的速度不沿水平方向?*拓展(说一说):将一个物体以速度v0与水平方向成角斜向上抛出,不计空气的阻力,重力加速度为g.(1)写出抛体的轨迹方程;(2)求斜抛的最大高度H;(3)求斜抛的射程xm.第四十九页,共九十六页,编辑于2023年,星期三4实验:研究平抛运动教学要点:1.怎样用实验获得平抛运动的轨迹?3.怎样判断运动轨迹是否为抛物线?4.测量初速度时需要测量哪些物理量?5.会推导平抛初速度的表达式,会计算平抛的初速度.6.研究平抛运动的其他方法.第五十页,共九十六页,编辑于2023年,星期三验证竖直分运动是自由落体运动平抛竖落仪:判定竖直分运动是自由落体运动.改变高度和初速度(1)同时落地只能说明可能是自由落体运动.(2)只有在任意高度上同时落地才能说明结论.第五十一页,共九十六页,编辑于2023年,星期三描绘平抛运动的轨迹1.平抛实验仪.提醒学生注意:调整实验装置时要注意什么?为什么要从同一高度释放?怎样确定O点的位置?重垂线的作用是什么?第五十二页,共九十六页,编辑于2023年,星期三描绘平抛运动的轨迹2.二维空间-时间描迹仪.3.数码相机或摄像机.(拍照打印后描点)时间间隔T已知第五十三页,共九十六页,编辑于2023年,星期三判定平抛运动的轨迹为抛物线测各点的x、y坐标计算→y=kx2验证平抛运动规律,不能省略.第五十四页,共九十六页,编辑于2023年,星期三测量平抛初速度1.多次测量求平均值.2.做y-x2图象,k=g/2v02第五十五页,共九十六页,编辑于2023年,星期三如果改为探究实验?1.平抛竖落仪:探究竖直方向运动规律.2.平抛实验仪:描绘运动轨迹.3.根据轨迹探究水平方向运动规律.
y1:y2:y3=1:4:9→x1:x2:x3=1:2:3第五十六页,共九十六页,编辑于2023年,星期三如果改为探究实验?二维空间-时间描迹仪或闪光照片y1:y2:y3=1:4:9x1:x2:x3=1:2:3第五十七页,共九十六页,编辑于2023年,星期三其它实验方法问题与练习1、2调节木板的高度,使y1:y2=1:4测x1、x2,验证x1:x2=1:2调节墙到重垂线的距离,使x1:x2=1:2测y1、y2,验证y1:y2=1:4第五十八页,共九十六页,编辑于2023年,星期三其它实验方法说一说:某同学使小球沿课桌面水平飞出,用数码相机来拍摄小球做平抛运动的录像(每秒15帧),并将小球运动的照片打印出来.请问:他大约可以得到几帧小球在空中的运动照片?强化平抛运动的飞行时间是由高度决定的,与初速度无关.第五十九页,共九十六页,编辑于2023年,星期三闪光照片的数据处理1.图为小球做平抛运动的闪光照片,闪光时间间隔为T=0.1s.小球在平抛运动过程中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,g=10m/s2,求:(1)小球平抛的初速度.(2)小球过c点时的速度大小.
y1:y2:y3=1:3:5y=l=gT2/2v0=1.5m/svc=2.5m/sv0xyxyvvxvy第六十页,共九十六页,编辑于2023年,星期三闪光照片的数据处理2.在研究平抛物体运动的实验中,用闪光照相法拍摄的闪光照片的一部分如图所示,闪光时间间隔为T=0.1s.小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d,取g=10m/s2,求(1)小球平抛的初速度v0.(2)小球在b点的速度.y1:y2:y3=1:2:3y=l=gT2v0=2.0m/svb=2.5m/svbvxvy第六十一页,共九十六页,编辑于2023年,星期三5圆周运动教学要点1.怎样描述圆周运动的快慢?2.线速度、角速度的定义及其物理意义.3.线速度、角速度与转速和周期的关系.4.线速度与角速度的关系.第六十二页,共九十六页,编辑于2023年,星期三比较圆周运动的快慢1.举例说明什么是圆周运动.2.提出问题:怎样比较圆周运动的快慢?ABC1.比较物体在单位时间内通过的弧长;2.比较物体在单位时间内半径转过的角度;3.比较物体运动一周所用的时间;4.比较物体在单位时间内转过的圈数.第六十三页,共九十六页,编辑于2023年,星期三比较圆周运动的快慢1.线速度:2.角速度:3.周期:4.转速:5.线速度与角速度的关系:T:转过一周所用的时间(s).n:单位时间所转过的圈数(r/s或r/min).(rad/s或s-1)(m/s)ABlrtO第六十四页,共九十六页,编辑于2023年,星期三比较圆周运动的快慢几点说明:1.平均线速度v=l/t
t→0,瞬时线速度v=l/t2.t→0,l→r,
线速度就是前面学过的速度(相对转轴).3.线速度的大小处处相等的圆周运动叫匀速圆周运动.4.质点的运动快慢用线速度来描述;角速度是描述半径绕圆心转动的快慢.ABlrtO第六十五页,共九十六页,编辑于2023年,星期三比较圆周运动的快慢换一种教学方法?1.给出匀速圆周运动概念.相等的时间内质点通过的弧长(半径转过的角度)相等.2.比值定义给出线速度和角速度的定义:3.说明线速度和角速度的物理意义.4.推导线速度和角速度的关系.ABlrtOCDlltt第六十六页,共九十六页,编辑于2023年,星期三关系式的应用课堂练习1(问题与练习3):A、B两点分别位于大小轮的边缘上,C点位于大轮的中点,大轮的半径是小轮的2倍,它们之间靠摩擦传动,接触面不打滑.请在A、B、C三点中选择有关的两个点,具体说明公式v=r的以下三种变量关系:(1)v相等,跟r成反比;(2)相等,v跟r成正比;(3)r相等,v跟成正比;BACBACrA=2rB=2rC.1.vA:vB:vC=
2.A:B:C=2:2:11:2:1vA=vB;
A=C第六十七页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课堂练习问题与练习4:图为自行车传动机构的示意图.假设脚踏板每2s转1圈,要知道在这种情况下自行车前进的速度有多大,还需要测量哪些量?请在图中标出来,并用这些量推导出自行车前进速度的表达式.ABCr1r2r3r1=20cm,r2=10cm,r3=35cm,T1=2s.1.车前进的速度等于后轮的线速度vC.2.vA=vB→Ar1=br2=2r1/T1
B=C→vB/r2=vC/r33.第六十八页,共九十六页,编辑于2023年,星期三6向心加速度教学要点:1.怎样建立向心加速度概念?*2.怎样推导向心加速度的公式?3.会用向心加速度的表达式解决问题.新教材从运动学的角度给出向心加速度,突出“物体速度变化的快慢”这一加速度的本质含义.然后,在向心加速度概念的基础上用牛顿第二定律推导向心力公式,并通过圆锥摆实验来验证向心力公式.第六十九页,共九十六页,编辑于2023年,星期三建立向心加速度概念思考与讨论:关于匀速圆周运动,下列说法正确的有:A.匀速圆周运动是匀速运动B.匀速圆周运动是匀速率运动C.匀速圆周运动是变加速运动D.匀速圆周运动一定受到力的作用相信学生的直接经验.从力推知加速度一定指向圆心,降低难度.(1)地球绕太阳运动,地球所受的力指向什么方向?(2)小球绕图钉做匀速圆周运动,小球所受的合力指向什么方向?(3)花样滑冰男运动员手拉女运动员在冰面上做圆周运动,如果放手会有怎样的结果?第七十页,共九十六页,编辑于2023年,星期三从加速度的定义式推导向心加速度公式加速度的定义:a=v/t
抓住速度的变化量v=v2-v1rlr第七十一页,共九十六页,编辑于2023年,星期三速度变化的方向v=v2-v1的方向是v1矢量末端到v2矢量末端的有向线段.v1v2vv2v1vvv2-v1v=v2+(-v1)v2=v1+vvv2v1vv2v1v2=v1+vvv2v1v=v2-v1第七十二页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课堂练习1.(思考与讨论)(1)从公式an=v2/r看,an与r成反比;(2)从公式an=2r看,an与r成正比.图中A、B、C三点中,其中哪两点适用于结论(1)?其中哪两点适用于结论(2)?2.设r1:r2:r3=2:1:4.(问题与练习3)(1)vA:vB:vC=1:1:4(2)A:B:C=1:2:2(3)nA:nB:nC=1:2:2(4)aA:aB:aC=1:2:83.设后轮边缘的C点的向心加速为0.1m/s2,求A、B两点向心加速度的大小?(问题与练习4)ABCr1r2r3要点:vA=vB;
B=C
=2n;v=r;an=v第七十三页,共九十六页,编辑于2023年,星期三关于向心加速度和角速度的物理意义1.向心加速度是描述做匀速圆周运动质点速度方向的变化率吗?
向心加速度不是描述质点速度方向的变化率,向心加速度描述的是质点因速度方向变化而引起的速度的变化率.2.角速度是否能叫做质点做圆周运动的速度方向的变化率?
在数值上,角速度ω确实与质点做圆周运动时的速度方向变化率相等,但一个是描述转动的物理量,一个是描述平动的物理量,而在物理学中,一般不用转动的量去定义平动的量,从来未在文献或著作中出现过这种叫法.
第七十四页,共九十六页,编辑于2023年,星期三第7节向心力教学要点:1.知道向心力是根据力的效果命名的.2.从牛顿第二定律和向心加速度的公式推导向心力的表达式.3.用圆锥摆实验验证向心力的表达式.4.会分析向心力的来源,计算简单情景中的向心力.建议基础较弱的学校先讲向心力,再讲向心加速度.第七十五页,共九十六页,编辑于2023年,星期三向心力的大小1.思考与讨论,得出向心力概念地球绕太阳做圆周运动;小球以图钉为圆心做圆周运动;花样滑冰女运动员绕男运动员做圆周运动.他们的向心加速度分别是怎样产生的?他们的受力各有什么特点?2.由牛顿第二定律推导向心力公式:第七十六页,共九十六页,编辑于2023年,星期三向心力的大小3.学生实验:用圆锥摆粗略验证向心力的表达式(1)由向心力的公式Fn=mv2/r计算向心力,需要测量哪些物理量?怎样测量?(钢球质量m,半径r,周期T)(2)测量小球受到的合力(F=mgtan),需要测量哪些物理量?怎样测量?(钢球质量m,半径r,高度h)验证:mgr/h=42mr/T2
→g/h=42/T2F=Fn,向心力是物体受到的合力.第七十七页,共九十六页,编辑于2023年,星期三向心力的大小*4.演示实验:向心力大小Fn与m、、r的关系传感器实验:向心力的大小Fn跟v、的关系*5:做一做:体验向心力的大小Fn跟v、、r的关系第七十八页,共九十六页,编辑于2023年,星期三变速圆周运动观察思考(视频或图片)观察链球运动员投掷链球时铁链并不完全与链球的运动方向垂直.为什么?FFnFtO1.切向分力Ft改变速度的大小.2.法向分力Fn改变速度的方向.第七十九页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课堂练习1.(问题与练习3)质量为m的物体,放在水平转盘上,随转盘一起以角速度匀速转动,物体到圆盘中心距离为r.(1)物体受到的力是A.重力,支持力B.重力,支持力,向心力C.重力,支持力,摩擦力D.重力,支持力,向心力,摩擦力(2)求物体受到的摩擦力大小和方向?(3)设物体与转盘间的摩擦因数为,使物体不滑动,转盘转动的角速度不能超过多少?向心力是根据力的效果命名的.静摩擦力的方向与相对运动趋势的方向相反.第八十页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课堂练习2.(问题与练习2)在一个光滑的玻璃漏斗中,有两个质量相等的小球A、B,它们沿光滑漏斗壁在不同的水平面内作匀速圆周运动.(1)小球的向心力是由什么力提供的?(2)比较A、B两球A.A球线速度较大B.A球角速度较大C.A球加速度较大D.A球对壁的压力较大.F=mgcot=maGFnF第八十一页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课堂练习3.(问题与练习4)如图所示,一球质量为m,用长为L的细线悬挂于O点,在O点正下方L/2处有一根长钉P,把悬线沿水平方向拉直后无初速度释放.(1)当悬线碰到钉子的瞬间A.小球的线速度突然减小B.小球的角速度突然增大C.小球的向心加速度突然增大D.悬线的拉力保持不变(2)如果钉子越靠近小球,绳越容易断,为什么?线速度v不变.第八十二页,共九十六页,编辑于2023年,星期三课堂练习4.(问题与练习5)一辆汽车在水平公路上转弯,沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小.如图所示,分别画出了汽车转弯时所受合力的四种方向,你认为正确的是
B切向分力与法向分力第八十三页,共九十六页,编辑于2023年,星期三8生活中的圆周运动教学要点:1.会分析向心力的来源.2.会用牛顿第二定律分析圆周运动问题.3.知道离心运动及产生的条件.4.知道航天器中的失重现象.本质上是牛顿运动定律的应用.第八十四页,共九十六页,编辑于2023年,星期三用牛顿运动定律解圆周运动问题实例1.铁路的弯道(1)阅读教材,回答下列问题:弯道处轨道有什么特点?为什么?火车转弯时的向心力是什么力提供的?(2)若转弯时的半径为r,轨道的倾角为,火车的最佳行驶速度是多大?(3)如果火车速度过大或过小会带来什么后果?第八十五页,共九十六页,编辑于2023年,星期三用牛顿运动定律解圆周运动问题问题与练习2(改):汽车的质量为m=2.0×103kg,在水平公路上行驶,轮胎与路面间的最大静摩擦力是车重的0.7倍.汽车经过半径为r=50m的弯路时做匀速圆周运动.(1)求车速最大不能超过多少?(2)如果车速达到72km/h,这辆车会不会侧滑?(3)若弯道处倾斜一定的角度,则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率为多大?第八十六页,共九十六页,编辑于2023年,星期三用牛顿运动定律解圆周运动问题实例2.拱形桥(问题与练习3,思考与讨论,航天器中的失重现象)公路上常有拱形桥,汽车过桥时可看成圆周运动.质量为m=800kg的小汽车通过拱桥,到达桥顶的速度为v,设桥面的圆弧半径为r=50m,地球表面的重力加速度g=10m/s2.(1)如果v=5m/s,求汽车对桥的压力.(2)如果v不断增大,会发生什么现象?(3)v为多大时,汽车恰好对桥没有压力而腾空?(4)对于同样的车速,为了安全,拱桥的半径是大一些好还是小一些好?1.Fn=mv2/R
F合=mg-FNFN=mg-Fn=mg-mv2/R2.mg-FN=ma=mv2/R3.牛顿第三定律第八十七页,共九十六页,编辑于2023年,星期三用牛顿运动定律解圆周运动问题实例2.拱形桥(问题
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