2024-2025学年高中物理第五章曲线运动7生活中的圆周运动3教案新人教版必修2

PAGE1-生活中的圆周运动一、课程标准的要求

能用牛顿其次定律分析匀速圆周运动的向心力。

二、教学目标分析

（一）学问目标：

1．进一步加深对向心力的相识，会在实际问题中分析向心力的来源。

2．培育学生独立视察、分析问题、解决问题的实力，提高学生概括总结学问的实力。

（二）实力目标：

1．学会分析圆周运动方法，会分析拱形桥、弯道等实际的例子，培育理论联系实际的实力。

2．通过对几个圆周运动的事例分析，驾驭用牛顿其次定律分析向心力的方法。

（三）情感、看法与价值观目标：

1．通过向心力在详细问题中的应用，培育学生将物理学问应用于生活和生产实践的意识。

2．体会圆周运动的奥妙，培育学生学习物理学问的求知欲。

四、教学的重点与难点

教学重点：分析详细问题中向心力的来源。

设计意图：学生经常误认为向心力是一种特别的力，是做匀速圆周运动的物体另外受到的力，课本中明确指出这种看法是错误的，以及如何正确相识向心力的来源，并且对向心力的来源分析地比较细致，因此教学中应充分重视这一点。

教学难点：在详细问题中分析向心力来源，尤其是在火车转弯问题中。

突破方法：组织学生多探讨，多做练习，对学生不太熟识的火车车轮结构等问题借助演示图片加以说明，使学生更易理解。

五、教学手段

多媒体：主要PowerPoint演示文稿以及图片，并辅以视频。

多媒体运用说明：多媒体作为教学协助手段，使空洞的语言描述得以形象直观地呈现，增加学生的感性相识。六、教学过程

教学内容教学活动设计意图导

入

新

课

（多媒体展示）

一、出示本节课学习目标

1．铁路的弯道2．拱形桥和凹形桥3.航天器中的失重现象4.离心运动通过老师提问的方式，复习引入本节课学习的主要内容。

新

课

教

学

主

要

过

程、

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课

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（一）火车转弯

观看火车过弯道的影片和火车车轮的结构的系列图片，请学生留意视察铁轨弯道的特点和火车车轮的特别结构

问题1：请依据你所了解的以及你刚才从图片中视察到的状况，说一说火车的车轮结构如何？轨道结构如何？

轨道将两车轮的轮缘卡在里面。

问题2：假如内外轨一样高，火车转弯时做曲线运动，所受合外力应当怎样？须要的向心力有那些力供应。

在此基础上，引导学生进行弊端分析，提出下面的问题

问题3：火车的质量很大，行驶的速度很大，如此长时间后，对轨道和列车有什么影响？如何改进才能够使轨道和轮缘不简单损坏呢？

再次展示火车转弯时候的图片，提示学生视察轨道的状况。

学生探讨后总结：

1．假如在转弯处使外轨道略高于内轨道，火车受力不是竖直的，而是斜向轨道的内侧。它与重力的合力指向圆心，成为使火车转弯的向心力。

2．假如依据转弯半径R和火车行驶速度v适当调整内外轨道的高度差，使转弯时所须要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力供应，这样外轨道就不再受轮缘的挤压了。

（多媒体展示火车转弯的动力学分析过程以及转弯速度、内外轨高度差、半径的等量关系式）思维拓展极其应用：

山区铁路弯道过多，能否大面积提速？赛车影片中，若削减水平弯道事故，你怎样设计弯道中的路面？你视察过高速路转弯处路面的状况吗？点拨：高速路面上也是外高内地，并且超车道比主车道更加倾斜。

拓展：自行车转弯、赛车转弯、小鸟转弯、飞机转弯与此类似。（二）汽车过桥

实例分析展示图片拱形桥凹形桥

以凸形桥为例

通过提问，引导学生进入状态。

问题1：假如汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖直方向上受力如何？假如汽车在拱形桥顶点静止时，桥面受到的压力如何？

问题2：假如汽车在拱形桥上，以某一速度v通过拱形桥的最高点的时候，桥面受到的压力如何？

引导学生分析受力状况，并逐步求得桥面所受压力。

分析过程：

确定探讨对象；

分析汽车的受力状况；

找圆心；

确定F合即F向心力的方向；

依据牛顿其次定律列方程，得出结论。PPT展示解题过程

问题3：依据上式，结合前面的问题你能得出什么结论？

A．汽车对桥面的压力小于汽车的重力mg；

B．汽车行驶的速度越大，汽车对桥面的压力越小。

问题4：试分析假如汽车的速度不断增大，会有什么现象发生呢？

当速度不断增大的时候，压力会不断减小，当达到时，汽车对桥面完全没有压力，汽车“飘离”桥面。

问题5：假如汽车的速度更大呢？汽车会怎么运动？（提示，此时汽车受力、速度、加速度如何）

汽车以大于或等于的速度驶过拱形桥的最高点时，汽车与桥面的相互作用力为零，汽车只受重力，又具有水平方向的速度的，因此汽车将做平抛运动。

问题6：假如是凹形桥，汽车行驶在最低点时，桥面受到的压力如何？

（学生板演解题过程）

问题7：前面我们曾经学习过超重和失重现象，那么试利用“超、失重”的观点定性分析汽车在拱形桥最高点，凹形桥的最低点分别处于哪种状态？

强调：汽车做的不是匀速圆周运动，我们仍运用了匀速圆周运动的公式，缘由是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。

（三）课堂小结

请同学来完成，老师进行适当补充

学生回答不完整时，老师刚好补充

（四）巩固与拓展训练

两道练习题见PPT

（小组探讨）

地球可以看作一个巨大的拱形桥。汽车沿南北行驶，不断加速。请思索：会不会出现这样的状况。

速度大到肯定程度时，地面对车的支持力是0？此时汽车处于什么状态？驾驶员与座椅间的压力是多少？驾驶员躯体各部分间的压力是多少？驾驶员此时可能有什么感觉？（五）航天器中的失重现象和离心运动这两个问题让学生看教学视频，观赏专家讲解，结束本节课。突破难点