生活中的圆周运动+教学设计 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

生活中的圆周运动一、教学目标1.物理观念(1)会分析火车转弯、汽车过拱形桥等实际运动问题中向心力的来源，能解决生活中的问题;

(2)了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害。2.科学思维学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。3.科学探究通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。4.科学态度与责任培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。二、教学重难点教学重点：具体问题中向心力的来源。教学难点：具体问题中向心力的来源尤其是火车转弯问题。三、教学分析本节是人民教育出版社物理必修第二册第六章第四节，本节旨在通过丰富的实例，让学生通过受力分析、运动分析建立圆周运动模型，再运用牛顿运动定律和圆周运动知识求解生活中的一些具体问题。教材选择了与生活联系紧密，学生易于观察的火车转弯、汽车过拱形桥和凹形桥等例子，另外，教材还分析了航天器中的完全失重状态以及离心运动现象。既有水平面内的匀速圆周运动，又有竖直面内的匀速圆周运动，能吸引学生观察和探究的浓厚兴趣。从地上的圆周运动，到天上的圆周运动，即帮助学生感受物理规律的统一性，也为下一章做了铺垫四、教学过程活动1【导入】教学活动引入新课教师活动:复习匀速圆周运动知识点(提问)描述匀速圆周运动快慢的各个物理量及其相互关系。匀速圆周运动的特征?合力就是向心力,产生向心加速度只改变物体速度的方向,方向始终指向圆心;

速度大小不变,方向时刻改变;加速度大小不变,方向时刻改变;大小:匀速圆周运动的物体力学特点合力是向心力,向心力是怎样产生的?分析以下几种情况的受力情况。活动2【讲授】讲授教师用多媒体展示火车车轮和铁轨的基本形状.提问火车在转弯时,若内外轨是相平的,火车做圆周运动的向心力从哪来?引导学生对火车受力分析,得到在水平面内做圆周运动,所需向心力是由铁轨与车轮之间的挤压力提供。教师用多媒体展示例题:例1、火车速度为108km/h,弯道的半径R=900m,火车的质量m=8×105kg,转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大?通过例题的计算让学生体会到这个是非常大的。活动3【活动】火车转弯让学生观看火车转弯的视频,思考讨论火车转弯时的运动平面在哪?然后然学生求出火车对内外轨道均无挤压时速度大小。活动4【活动】火车转弯提出问题:若火车实际转弯速度大于v,轮缘会与哪侧轨道挤压?若火车实际转弯速度小于v,轮缘会与哪侧轨道挤压?先由学生讨论再给结果。活动5【活动】凹凸型桥从火车转弯过渡到汽车转弯,通过图片展示进一步让学生明白转弯时的运动平面,同时通过问题:汽车在凹凸不平的路面上行驶,在什么位置更容易爆胎把学生引到竖直平面类的圆周上来。学生已经预习,对教材上的内容已经很熟悉,让学生讨论后请同学来解释为什么在低洼处容易爆胎,实现模型的迁移应用。同时分析车在凹形桥的底端处于超重状态,在凸形桥的顶端处于失重状态。活动6【讲授】太空失重分析车在凸形桥的顶端处于失重状态,当汽车行驶速度越大,汽车对桥面的压力越小。压力FN为零。处于完全失重状态。车会飞起来。现在不断把桥放大,想象成一个地球,凸面的半径就是地球半径r,车飞离地球,成为地球的一个航天器,进一步分析出坐在车里的人也处于完全失重状态。再让学生观看视频,了解绕地球做圆周运动的航天器中的完全失重。活动7【讲授】离心现象教师多媒体展示问题:汽车转弯时如果速度太快,超过与地面的最大静摩擦力,车会侧翻,原因在哪?学生思考:由于静摩擦力不能提供足够的向心力,汽车就会侧翻远离圆心。教师总结:做匀速圆周运动的物体,在所受合力突然消失,或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。教师用多媒体向学生展示日常生活中的各种离心现象,例如制作棉花糖等等。并让学生总结出物体做圆周运动、离心运动、向心运动的条件。设计意图:通过对离心现象的讨论,使学生更加熟练圆周运动的研究方法,对向心力的认识更加清晰,也进一步开阔的学生的思维板书设计生活中的圆周运动火车转弯重力G和支持力FN的合力来提供火车转弯时所需的向心力。二、汽车过桥问题1.拱形桥：FN=mg-mv2/R<mg，失重2.凹形桥：FN=mg+mv2/R>mg，超重三