5.7生活中的圆周运动教案

5.7 生活中的圆周运动 物理组（教 案） 一、课 ：第7节 生活中的圆周运动 二、教学目标 知识与技能 1．知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力，会在具体问题中分析向心力的来源。 2．能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。 3．知道向心力和向心加速度的分式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在物殊点的向心力和向心加速度。 过程与 1．通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生的分析和解决问题的能力。 2．通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力。 3．通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。 情感、态度与价值观 培养学生的应用实践能力和思维创新意识；运用生活中的几个事例，激发学生的学习兴趣、求知欲和探索动机；通过对实例的分析，建立具体问题具体分析的科学观念。 三、教学重点 根据开普勒行星运动定律和牛顿第三定律推导出太阳与行星间的引力公式，掌握推导出的引力公式． 四、教学难点 太阳与行星间的引力公式的推导过程．让学生充分体会逻辑推理的重要作用，享受逻辑推理之美。 五、教学方法 1．通过推导太阳与行星间的引力公式，体会逻辑推理在物理学中的重要性。 2．体会推导过程中的数量关系。 六、课时安排：1课时 七、教学过程： 导入新课 情景导入：赛车在经过弯道时都会减速，如果不减速赛车就会出现侧滑，从而引发事大家思考一下我们如何才能使赛车在弯道上不减速通过？ 展示自行车在通过弯道时的情景。 根据展示可以看出自行车在通过弯道时都是向内侧倾斜，这样的目的是什么？赛场有什么特点？ 学生讨论 结论：赛车和自行车都在做圆周运动，都需要一个向心力，而向心力是车轮与地面的摩擦力提供的，由于摩擦力的大小是有限的，当赛车与地面的摩擦力不足以提供向心力时赛车就会发生侧滑，发生事故。因此赛车在经过弯道时要减速行驶，而自行车在经过弯道时自行车手会将身体向内侧倾斜，这样身体的重力就会产生一个向里的分力和地面的摩擦力一起提供自行车所需的向心力，因此自行车手在经过弯道时没有减速。同样道理摩托车赛中摩托车在经过，大家思考一下我们如何才能使赛车在弯道上不减速通过？ 课件展示自行车在通过弯道时的情景。 根据展示可以看出自行车在通过弯道时都是向内侧倾斜，这样的目的是什么？赛场有什么特点？ 学生讨论 结论：赛车和自行车都在做圆周运动，都需要一个向心力，而向心力是车轮与地面的摩擦力提供的，由于摩擦力的大小是有限的，当赛车与地面的摩擦力不足以提供向心力时赛车就会发生侧滑，发生事故。因此赛车在经过弯道时要减速行驶，而自行车在经过弯道时自行车手会将身体向内侧倾斜，这样身体的重力就会产生一个向里的分力和地面的摩擦力一起提供自行车所需的向心力，因此自行车手在经过弯道时没有减速。同样道理摩托车赛中摩托车在经过弯道时也不减速，而是通过倾斜摩托车来达到同样的目的。 下面大家考虑一下，火车在通过弯道时也不减速，那么我们如何来保证火车的安全呢？ 复习导入 2222 1、向心加速度的分式： an==r=r() Tr 2 2、向心力的公式： F=ma =m R n n =mr=mr( 2 22 ) T 推进新课 1、认识了解火车铁轨 铁轨轨距知识：泛亚铁路所经各国，大概有三种不同标准的铁路轨距(即两个铁轨之间的宽度)，分别是1435毫米、1067毫米、1000毫米。中国境内的大多数路轨是1.5米的宽轨，属于1435毫米标准之列，但是泛亚铁路昆明至河口段大约620公里长的铁路轨距又只有1米(法国人所修)。一般认为每根长12.5米或25米，宽度都是1.435米 ，木枕木长250厘米，宽22厘米，厚16厘米。 一、火车正常转弯 问题探究 火车转弯 轨道设计 外轨略高于内轨 1）.运动特点:火车转弯时实际是在做______运动，因而具有向心加速度， 由于其质量巨大，所以需要很大的_____力 2）．向心力来源 (1)若转弯时内外轨一样高，则由______对轮缘的弹力提供向心力， 这样铁轨和车轮极易受损． (2)内外轨有高度差，依据规定的行驶速度行驶，转弯时向心力几乎 完全由_____和______的合力提供． 3）轨道平面——在水平面内 4）转弯速度（如图） 设转弯处的半径为R，行驶的火车质量为m，两轨所在平面与水平面之间的夹角为θ 二、汽车过拱桥 问题探究 汽车过拱桥是竖直面内圆周运动的典型 研究方法与水平面内圆周运动相同 1、比较在两种不同桥面，桥面受力的情况 设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为V 3、航天器中的失重现象 引导学生阅读教材“思考与讨论”中提出的问题情境，用学过的知识加以分析，发自己的见解，上面“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在般天飞行中。 假设宇宙飞船质量M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R,航天员质量为m,宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面的重力。试求座舱对宇航员的支持力，此时飞船的速度多大？ 通过求解，你可以得出什么结论？ 其实在任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器中，都是一个完全失重的环境。其中所有的物体都处于完全失重状态。 4、离心运动 问题：做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢？如果物体受的合力不足以提供]向心力，它会怎样运动呢？ ①洗衣机脱水 ②棉砂糖 ③制作无缝钢管 ④魔盘游戏 ⑤汽车转弯 ⑥ 转动的砂轮速 F=0 度不能过大 总结：1、提供的外力F超过所需的向心力， 物体靠近圆心运动。 2、提供的外力F恰好等于所需的向心力， 物体做匀速圆周运动。 3、提供的外力F小于所需的向心力， 物体远离圆心运动。 4、物体原先在做匀速圆周运动，突然间外力消失， 物体沿切线方向飞出。 例3所示，杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，大家讨论一下满足什么条件水才能从水桶中流出来。若水的质量m=0.5kg，绳长L=60cm，求： （1）最高点水不流出的最小速率。 （2）水在最高点速率=3m/s时，水对桶底的压力。  板书设计 生活中的圆周运动 一、铁路的弯道 1、轨道水平：外轨对车的弹力提供向心力 2、轨道斜面，内外轨无弹力时重力和支持力的合力提供向心力 二、拱形桥 拱形桥：FN =G－m  2 R 2 凹形桥：FN =G+m  R