向心力的实例分析教案2015

第3节向心力的实例分析（第1课时）授课时间：2018年4月18授课教师：吴选庆一、【教学目标】l、知识与技能：（1）巩固向心力的知识；（2）会在具体问题中分析向心力的来源；（3）会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题；2、过程与方法：（1）通过汽车和火车转弯的实例分析，提高分析、解决问题能力，发展交流与合作能力；（2）经历观察和理论探究过程，体会科学探究的方法，领略运用牛顿第二运动定律解决圆周运动问题的方法；3、情感、态度与价值观：（1）体会生活中的圆周运动，发展将物理知识应用于生活和生产实践的意识，激发学生的学习热情。（2）体验自主学习过程，养成乐于细心观察、勤于思考和相互交流的学习习惯和合作精神。二、【重点难点】重点：用牛顿第二定律解决圆周运动的问题难点：具体问题中的向心力来源分析三、【教学方法】视频、图片演示、讲授、分析、推理、归纳四、【教学用具】火车轨道及车轮模型、多媒体课件等五、【教学过程】（一）引入新课：1.知识回顾师：做圆周运动的物体要受到向心力的作用（1）向心力始终指向圆心。（板书）(2)向心力公式：（板书），当提供的向心力（可以是一个力也可以是多个力的合力）与所需的向心力达到供需平衡时，物体就做圆周运动。2.播放圆周运动实例的视频师：请同学们注意观察视频中运动的物体是否都顺利完成圆周运动？轨道面一致吗？（二）新课教学1、【实例一、汽车转弯】（图片展示：汽车转弯的照片）师：假设是你开车转弯，你要如何确保安全？师：引导学生分析汽车转弯可以当做圆周运动，找出圆周的轨道面，找出谁提供的向心力。生：一般能画出重力、支持力、摩擦力、牵引力、阻力，侧向的静摩擦力可能画不出来。如果侧向静摩擦力学生画不出来，引导大家课前视频中汽车高速转弯时出现的状况,小组可以思考和讨论一下。师：引导学生分析这个摩擦力是侧向静摩擦力，方向指向圆心，就是这个侧向静摩擦力提供向心力。动力学方程为:当f达最大静摩擦力fm，所以要安全转弯就要求(板书)由公式可知：我们可以通过改变µR值提高安全速度，但如果受地理，车况的限制无法改变R，µ的值而且还要高速转弯时，还有什么办法可以提高转弯的安全速度？生：把路面建成倾斜路面（1）如果学生不知道，展示赛车跑道图片，盘山公路弯道的图片，让学生观察并讨论为什么这么设计？（2）学生知道了，展示赛车跑道图片，盘山公路弯道的图片，加深印象。师：为什么？（引导学生从受力分析入手）【思考、讨论】质量为m的汽车，在倾角为的路面上转弯，弯道半径为r,假设转弯时不受侧向静摩擦力，求：转弯时的车速？生：同学间讨论、交流其正确性。师：巡视并及时纠正学生的错误。课件展示受力分析图，并在黑板上推导出表达式：当车速大于或小于V0时，汽车是否受侧向静摩擦力？师：路面转弯处的限速牌的数字是什么意思？生：安全速度转弯的最大速度2、【实例二、火车转弯】师：汽车在水平路面内转弯是靠侧向静摩擦力提供向心力，生活中的另外一种交通工具火车，在水平轨道面内转弯也是靠侧向静摩擦力提供向心力吗？为什么？图片展示并介绍：火车的驾驶室、轨道、车轮实物图展示自制教具并介绍：火车车轮，轨道模型探究实验：火车转弯的向心力来源（播放特写视频）学生观察、思考、讨论回答：火车靠轮缘与铁轨之间的侧向挤压作用力提供向心力。师：是轮缘与哪个轨道的挤压力提供向心力呢？（内轨还是外轨）生：外轨外轨轨N外轨轨N师：火车质量大，车速又不小，仅靠轮缘与轨道的侧向挤压力提供向心力，安全吗？生：不安全，很容易脱轨师：怎么办？提示：能否借鉴公路的设计方法来设计铁路转弯处呢？展示车体倾斜图片师：引导学生根据公路设计的经验分析这样做的缘由。在转弯处使外轨略高于内轨，火车驶过转弯处时，铁轨对火车的支持力方向不再是竖直的，而是斜向轨道的内侧。它在火车转弯时也参与提供向心力。分析：火车转弯时，如果轮缘与轨道无挤压，请分析：火车的速度多大？师：总结同学的发言。轨道平面在水平面上，火车靠重力与支持力的合力提供向心力。课件展示分析。（板书）火车转弯时，若火车的速度大于或小于，轨道对轮缘有挤压吗？（提示汽车在转弯时速度大于或小于安全速度出现的现象）因为：火车向外侧侧滑，轮缘与外轨挤压。因为：火车向内侧侧滑，轮缘与内轨挤压。因此，在火车过弯道时，如果车速略大于或小于安全速度时，就可以靠轮缘与轨道间的侧向作用力来共同提供向心力，保证火车安全转弯。播放新闻（西班牙火车脱轨事故）师：可见火车司机的责任重大，同时也提醒我们今后驾驶车辆时，一定要根据路况，车况及路旁的警示牌，控制好车速做到安全行车。3.【小结】（板书）分析圆周运动问题的步骤：（1）对物体受力分析;（2）确定圆周所在的平面及圆心；（3）求指向圆心方向的合力；（4）列提供的向心力等于所需向心力的等式：求解。4.【小试身手】如图所示，是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面．若女运动员做圆锥摆运动时和竖直方向的夹角为θ,女运动员的质量为m,转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r,(忽略女运动员与冰面的摩擦力)问：当两人转动的角速度多大时女运动员与冰面无挤压？此时男运动员对女运动员的拉力大小？T2T解：由题意分析可知T2TT1GT1G六、【作业】1.书本79页：第3、4题2.配套练习七、【板书】第三节向心力的实例分析汽车转弯：水平路面安全速度：倾斜