高中圓周運(yùn)動教案

人教版高中物理必修二《圓周運(yùn)動》教學(xué)反思。

一名優(yōu)秀負(fù)責(zé)的教師就要對每一位學(xué)生盡職盡責(zé)，教師要準(zhǔn)備好教案為之后的教學(xué)做準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生們充分體會到學(xué)習(xí)的快樂，幫助教師提前熟悉所教學(xué)的內(nèi)容。我們要如何寫好一份值得稱贊的教案呢？為此，小編從網(wǎng)絡(luò)上為大家精心整理了《人教版高中物理必修二《圓周運(yùn)動》教學(xué)反思》，歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

人教版高中物理必修二《圓周運(yùn)動》教學(xué)反思Jab88.cOM

新教材的更加貼近實際，讓物理走出課堂，在習(xí)題中加入了對天體運(yùn)動、時針轉(zhuǎn)動、皮帶傳動、自行車、磁盤轉(zhuǎn)動等相關(guān)的描述、對學(xué)生的實際應(yīng)用能力有了更高的要求，內(nèi)容上加入了極限思想等。這對教師提出了更高的要求，既要具有淵博的科學(xué)文化知識，扎實的專業(yè)基礎(chǔ)知識，較強(qiáng)的課堂組織能力和教學(xué)機(jī)智，也要具有高尚的人格魅力。課堂教學(xué)中，教師語言要準(zhǔn)確、生動、形象、富有幽默感和感染力，讓學(xué)生在一個輕松愉快的環(huán)境中去獲取知識，發(fā)展思維。新課程強(qiáng)調(diào)，師生都是課程的創(chuàng)造者和主體，都課程的有機(jī)組成部分，教師要因地制宜、因材施教、靈活引導(dǎo)，使教學(xué)成為動態(tài)的生長性的過程。以前說，要給每個學(xué)生一杯水，老師要有一桶水，現(xiàn)在是要給每個學(xué)生一杯水，老師要成源源不斷的清澈的小溪。

1、以趣引入新課，由于本節(jié)課的重點是線速度、角速度、周期的概念及引入的過程，掌握它們之間的聯(lián)系。難點是理解線速度、角速度的物理意義及概念引入的必要性。充分應(yīng)用多媒體和水流星節(jié)目，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，

2、鼓勵學(xué)生大膽對常見現(xiàn)象及熟知事物提出個人意見

3、由于學(xué)生的先天條件和后天的興趣、愛好的差異，課堂教學(xué)中教師們應(yīng)盡量避免統(tǒng)一的要求，采取分層次、多方位的教育理念。

4、根據(jù)新課標(biāo)準(zhǔn)的要求，教師在課堂教學(xué)中要著眼于學(xué)生的發(fā)展，注重培養(yǎng)學(xué)生良好的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)習(xí)慣。通過讓學(xué)生觀察身邊熟悉的現(xiàn)象，探究其內(nèi)在的本質(zhì)的物理規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生的探究精神和實踐能力。所以本節(jié)課我突破難點是以自行車為模型而展開探究難點，教學(xué)方法采用探究、講授、討論、練習(xí)相結(jié)合的形式

5、通過課堂小結(jié)，給出必須記憶的核心知識并加以鞏固，為以后天體運(yùn)動的學(xué)習(xí)打下扎實的基礎(chǔ)。

擴(kuò)展閱讀

高中物理必修二《圓周運(yùn)動》教案

高中物理必修二《圓周運(yùn)動》教案

學(xué)情分析

本節(jié)內(nèi)容為高中物理必修二第五單元第五節(jié)。

教材首先列舉生活中的圓周運(yùn)動，以及科學(xué)研究所涉及的范圍，大到星體的運(yùn)動，小到電子的繞核運(yùn)轉(zhuǎn)，接著通過比較自行車大小齒輪以及后輪的運(yùn)動快慢引入線速度、角速度的概念、頻率、轉(zhuǎn)速等概念，最后推導(dǎo)出線速度、角速度、間的關(guān)系.

通過對圓周運(yùn)動快慢的描述，為后期的物理學(xué)習(xí)打下堅實基礎(chǔ)。

教學(xué)目標(biāo)

知識與技能：

1、認(rèn)識圓周運(yùn)動的概念及特征

2、理解線速度、角速度的概念，理解線速度的瞬時性與平均性、角速度與轉(zhuǎn)速的聯(lián)系與區(qū)別，并會用公式進(jìn)行計算。

3、理解線速度與角速度的關(guān)系

過程與方法：

1、運(yùn)用極限法理解線速度的瞬時性

2、運(yùn)用數(shù)學(xué)知識推導(dǎo)線速度與角速度的單位。

情感態(tài)度與價值觀：

1、通過極限法與數(shù)學(xué)知識來解決生活中的物理難題，由此激發(fā)對于物理的探究思想。

2、體會應(yīng)用知識解決問題的樂趣，通過觀察分析及探究等學(xué)習(xí)活動，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的學(xué)習(xí)態(tài)度。

教學(xué)重難點

重點：線速度與角速度的概念及引入過程，掌握關(guān)系。

重點：理解兩種速度的物理意義。

教學(xué)工具

多媒體板書

教學(xué)方法

教師啟發(fā)引導(dǎo)，學(xué)生歸納總結(jié)

教學(xué)過程

教學(xué)過程

新課引入

教師行動語言

上節(jié)課我們學(xué)習(xí)了拋體運(yùn)動，這節(jié)課我們一起學(xué)習(xí)一種新的運(yùn)動方式----圓周運(yùn)動。

對于圓周運(yùn)動，列舉圓周運(yùn)動的生活實例。

學(xué)生行動語言

學(xué)生紛紛舉例，選舉代表發(fā)言

意義

關(guān)于對于圓周運(yùn)動的頭腦風(fēng)暴，引入課堂講解內(nèi)容，引發(fā)興趣。

新課講解

1、教師提問：有同學(xué)說過山車，它不是圓周運(yùn)動？對于不同見解讓同學(xué)思考原因。

2、引出圓周運(yùn)動的定義。

3、引導(dǎo)學(xué)生對于自行車的運(yùn)動提出問題。

（對于學(xué)生的觀點，自然的過渡到線速度上來，對于學(xué)生問題中的錯誤不急于下定論，為學(xué)生拓展思考空間。）

線速度:直線運(yùn)動用速度是如何定義的，對于圓周運(yùn)動線速度是怎么定義的？

【投影儀】1線速度的物理意義

2線速度的定義及定義式

3線速度的瞬時性

4線速度的大小及方向

師生共同歸納：

1、描述質(zhì)點沿圓周運(yùn)動的快慢。

2、質(zhì)點做圓周運(yùn)動通過的弧長Δl和所用時間Δt的比值叫做線速度。（比值定義法）

3、大小.單位是m/s方向是沿切線方向。

4、由極限性趨近于零，定義式中的速度就是中學(xué)學(xué)的瞬時速度。

角速度：對于除了線速度是否還有其他的方法來決定圓周運(yùn)動的大小？

【投影儀】1、角速度的物理意義

2、角速度的定義及定義式

3、角速度的單位

4、轉(zhuǎn)速的基本認(rèn)識

師生共同歸納：

1、質(zhì)點轉(zhuǎn)過圓心角的快慢。

2、質(zhì)點做圓周運(yùn)動時，鏈接質(zhì)點與圓心的半徑轉(zhuǎn)過的角度跟所用時間就是質(zhì)點運(yùn)動的角速度。

3、定義式

4、圓心角θ的大小可以用弧長和半徑的比值來描述，這個比值是沒有單位的，為了描述問題的方便，我們“給”這個比值一個單位，這就是弧度?；《炔皇峭ǔＲ饬x上的單位，計算時，不能將弧度帶道算式中。

國際單位制中，角速度的單位是弧度每秒（rad／s）因為角速度是標(biāo)量，沒有方向。

5、生活中常用轉(zhuǎn)速描述質(zhì)點運(yùn)動快慢。轉(zhuǎn)速之指物體單位時間所轉(zhuǎn)過的圈數(shù)。用符號n表示。單位為轉(zhuǎn)每秒或轉(zhuǎn)每分。

線速度與角速度的關(guān)系：

對于兩種都能描述的速度，二者有什么聯(lián)系引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材推導(dǎo)線速度與角速度的關(guān)系式。

1、學(xué)生一：它的軌跡不是圓的。

學(xué)生二：軌跡是圓弧。

2、思考并討論大小齒輪與后輪的運(yùn)動特點及各點的快慢。聽取學(xué)生觀點。

學(xué)生對于線速度的相關(guān)問題閱讀課本內(nèi)容，及投影儀給的提綱。自己歸納知識點，交流并查漏補(bǔ)缺。

學(xué)生就問題對課本內(nèi)容進(jìn)行閱讀，歸納總結(jié)，交流查漏補(bǔ)缺。

筆記本上推導(dǎo)關(guān)系式。

由實例引導(dǎo)圓周運(yùn)動的定義，感觸更深。

促進(jìn)學(xué)生歸納思考的能力。

通過推導(dǎo)，加深對知識的理解與鞏固。掌握知識間的聯(lián)系。

課堂內(nèi)容總結(jié)點評

請學(xué)生總結(jié)本節(jié)課知識內(nèi)容，請同學(xué)上臺板書基本知識點。其他同學(xué)筆記本總結(jié)，最后由同學(xué)評價補(bǔ)充上臺同學(xué)的總結(jié)。

認(rèn)真總結(jié)，比較黑板上的與自己的總結(jié)，看誰更好。

培養(yǎng)學(xué)生概況總結(jié)能力。

課堂習(xí)題的講述

培養(yǎng)解決實際問題的能力

高中物理《圓周運(yùn)動》教案分析

一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗，會提前做好準(zhǔn)備，作為高中教師就要早早地準(zhǔn)備好適合的教案課件。教案可以讓上課時的教學(xué)氛圍非常活躍，有效的提高課堂的教學(xué)效率。高中教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢？下面是小編精心收集整理，為您帶來的《高中物理《圓周運(yùn)動》教案分析》，供您參考，希望能夠幫助到大家。

高中物理《圓周運(yùn)動》教案分析

一、教材分析
本節(jié)內(nèi)容選自人教版物理必修2第五章第4節(jié)。本節(jié)主要介紹了圓周運(yùn)動的線速度和角速度的概念及兩者的關(guān)系;學(xué)生前面已經(jīng)學(xué)習(xí)了曲線運(yùn)動，拋體運(yùn)動以及平拋運(yùn)動的規(guī)律，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)做了很好的鋪墊;而本節(jié)課作為對特殊曲線運(yùn)動的進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)，也為以后繼續(xù)學(xué)習(xí)向心力、向心加速度和生活中的圓周運(yùn)動物理打下很好的基礎(chǔ)，在教材中有著承上啟下的作用;因此，學(xué)好本節(jié)課具有重要的意義。本節(jié)課是從運(yùn)動學(xué)的角度來研究勻速圓周運(yùn)動，圍繞著如何描述勻速圓周運(yùn)動的快慢展開，通過探究理清各個物理量的相互關(guān)系，并使學(xué)生能在具體的問題中加以應(yīng)用。
(過渡句)知道了教材特點，我們再來了解一下學(xué)生特點。也就是我說課的第二部分：學(xué)情分析。
二、學(xué)情分析
學(xué)生雖然已經(jīng)具備了較為完備的直線運(yùn)動的知識和曲線運(yùn)動的初步知識，并學(xué)會了用比值定義法描述勻速直線運(yùn)動的快慢，盡管如此，但由于勻速圓周運(yùn)動的特殊性和復(fù)雜性以及學(xué)生認(rèn)知水平的差異，本節(jié)課的內(nèi)容對學(xué)生來講仍然是一個不小的臺階。
(過渡句)基于以上的教材特點和學(xué)生特點，我制定了如下的教學(xué)目標(biāo)，力圖把傳授知識、滲透學(xué)習(xí)方法以及培養(yǎng)興趣和能力有機(jī)的融合在一起，達(dá)到最好的教學(xué)效果。
三、教學(xué)目標(biāo)
【知識與技能】
知道描述圓周運(yùn)動快慢的兩個物理量——線速度、角速度，會推導(dǎo)二者之間的關(guān)系。
【過程與方法】
通過對傳動模型的應(yīng)用，對線速度、角速度之間的關(guān)系有更加深入的了解，提高分析能力和抽象思維能力。
【情感態(tài)度與價值觀】
在思考中體會物理學(xué)科嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬯P(guān)系，提高分析歸納能力，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)慣。
(過渡句)基于這樣的教學(xué)目標(biāo)，要上好一堂課，還要明確分析教學(xué)的重難點。
四、教學(xué)重難點
【重點】
線速度、角速度的概念。
【難點】
1.二者關(guān)系的推導(dǎo)過程;
2.對勻速圓周運(yùn)動是變速運(yùn)動的理解。
(過渡句)說完了教學(xué)重難點，下面我將著重談?wù)劚咎谜n的教學(xué)過程。
五、教學(xué)過程
首先是導(dǎo)入環(huán)節(jié)：
在這個環(huán)節(jié)中，我將展示生活中的一些運(yùn)動，如摩天輪、脫水桶等，引導(dǎo)學(xué)生找相似點：運(yùn)動軌跡是一些圓，從而引出，這種軌跡為圓周的運(yùn)動叫做圓周運(yùn)動——引出課題。
接下來，我會順勢讓學(xué)生再例舉生活中的圓周運(yùn)動，然后提出問題，直線運(yùn)動我們用單位時間內(nèi)的位移來描述物體的運(yùn)動快慢，那么對于圓周運(yùn)動又如何描述它們的運(yùn)動快慢呢?
【意圖：這個問題我采用類比的方式去提問，一方面讓學(xué)生回顧前面學(xué)過的直線運(yùn)動，另一方面讓學(xué)生帶著問題去思考二者的不同，有效的啟發(fā)了學(xué)生的思維，很順利的過渡到了接下來要講的線速度和角速度?！?br> 學(xué)習(xí)線速度的概念時，我會用flash配合實物電風(fēng)扇的頁片，讓學(xué)生觀察當(dāng)用手緩慢撥動頁片轉(zhuǎn)動時，頁片上分別標(biāo)記的紅、藍(lán)兩種與圓心距離不等的點的運(yùn)動情況，哪個快那個慢。學(xué)生可以討論發(fā)現(xiàn)相同的時間里，通過的弧長長的點運(yùn)動得快。于是我們就可以用二者的比值來表示線速度的大小，而且我會引導(dǎo)學(xué)生去發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時間t足夠小的時候，所對于的弧長也非常短，接近于圓弧上的一個點，因此線速度是瞬時速度，它的方向也就是在圓周各點的切線方向。另外還需讓學(xué)生討論交流“勻速圓周運(yùn)動”中“勻速”的含義?！疽鈭D：這是本堂課的一個難點，學(xué)生很容于將這里的勻速理解為速度不變。所以在這里我會再次強(qiáng)調(diào)速度的矢量性，它既有大小也有方向，這里的“勻速”其實是指“勻速率”，線速度大小不變，但是線速度的方向在時刻改變?！?br> 接下來在學(xué)習(xí)角速度的概念時，應(yīng)向?qū)W生說明這個概念是根據(jù)勻速圓周運(yùn)動的特點和描述運(yùn)動的需要而引入的，即物體做勻速圓周運(yùn)動時，每通過一段弧長都與轉(zhuǎn)過一定的圓心角相對應(yīng)，因而物體沿圓周轉(zhuǎn)動的快慢也可以用轉(zhuǎn)過的圓心角與時間比值來描述，由此引入角速度的概念。但是在講述角速度的概念時，不需要向?qū)W生強(qiáng)調(diào)角速度的矢量性。因為這個會在大學(xué)學(xué)習(xí)剛體力學(xué)的時候才學(xué)，需要用右手螺旋定則確定。
明確了兩個概念之后，本堂課的一大重點就解決了，而依據(jù)教學(xué)目標(biāo)，以及學(xué)生在學(xué)習(xí)過程和實際操作中暴露出的問題，如何去推導(dǎo)線速度、角速度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系又是本堂課的又一難點。在這里我將帶領(lǐng)學(xué)生去回顧數(shù)學(xué)中的表達(dá)式，然后讓學(xué)生自己動手推導(dǎo)。
接下來在鞏固提升環(huán)節(jié)，我將讓學(xué)生觀察自行車傳動結(jié)構(gòu)示意圖中的大齒輪、小齒輪、后輪三個部分的轉(zhuǎn)動，分析A、B、C三個點線速度、角速度的關(guān)系?！疽鈭D：這是高中階段比較典型額皮帶傳動問題，關(guān)鍵是要讓學(xué)生明確兩種情況下v和ω的關(guān)系：同軸、共線，在此基礎(chǔ)上可以再提升難度：當(dāng)三個輪子一起轉(zhuǎn)的時候，又如何比較快慢，這樣問題的設(shè)置層層深入，有梯度性，也符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律】
最后是小結(jié)作業(yè)環(huán)節(jié)，我將提出如下問題：除了線速度、角速度，還有一些可以用來描述快慢的物理量，如周期T、頻率f，他們之間的關(guān)系又如何?可以讓學(xué)生自己嘗試推導(dǎo)這些物理量之間的關(guān)系。

高中物理必修二《生活中的圓周運(yùn)動》名師教案

高中物理必修二《生活中的圓周運(yùn)動》名師教案

生活中的圓周運(yùn)動1

【教學(xué)目標(biāo)】

1、知識與能力

?在變速圓周運(yùn)動中，能用向心力和向心加速度的公式求最高點和最低點的向心力和向心加速度。培養(yǎng)綜合應(yīng)用物理知識解決問題的能力。

?會在具體問題中分析向心力的來源。

?掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動定律解決勻速圓周運(yùn)動問題的一般方法，會處理水平面、豎直面的問題(

2(過程與方法

通過向心力的實例分析，體會向心力的來源，并能結(jié)合具體情況求出相關(guān)的物理量。關(guān)注勻速圓周運(yùn)動在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用。

3、情感態(tài)度與價值觀

通過解決生活、生產(chǎn)中圓周運(yùn)動的實際問題，養(yǎng)成仔細(xì)觀察、善于發(fā)現(xiàn)、勤于思

考的良好習(xí)慣。

【教學(xué)重點】

1、掌握勻速圓周運(yùn)動的向心力公式及與圓周運(yùn)動有關(guān)的幾個公式

2、能用上述公式解決有關(guān)圓周運(yùn)動的實例

【教學(xué)難點】

理解做勻速圓周運(yùn)動的物體受到的向心力是由某幾個力的合力提供的，而不是一種特殊的力。

【教學(xué)方法】

講授法、分析歸納法、推理法

【教學(xué)工具】

投影儀、CAI課件、多媒體輔助教學(xué)設(shè)備等

【教學(xué)過程】

一、引入新課

教師活動:復(fù)習(xí)勻速圓周運(yùn)動知識點(提問)

?描述勻速圓周運(yùn)動快慢的各個物理量及其相互關(guān)系。

?勻速圓周運(yùn)動的特征,

合力就是向心力，產(chǎn)生向心加速度只改變物體速度的方向，方向始終指向圓心;

22v4,r2,,,Fmmrwm2rT

速度大小不變，方向時刻改變;

22v4,r2,,,arw2rT加速度大小不變，方向時刻改變;大小:

?勻速圓周運(yùn)動的物體力學(xué)特點合力是向心力，向心力是怎樣產(chǎn)生的,分析以下幾種情況的受力情況。

ω

學(xué)生活動:思考并回答問題。

教師活動:傾聽學(xué)生的回答，點評、總結(jié)。

導(dǎo)入新課:學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的最終目的，在生活中有很多的圓周運(yùn)動。

課件展示:賽車轉(zhuǎn)彎、過山車、航天員

本節(jié)課通過幾個具體實例的探討來深入理解相關(guān)知識點并學(xué)會應(yīng)用。(學(xué)習(xí)目標(biāo))二、新課教學(xué)

(一)水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(火車轉(zhuǎn)彎問題)

觀看火車過彎道的影片和火車車輪的結(jié)構(gòu)的系列圖片，請學(xué)生注意觀察

問題1:請根據(jù)你所了解的以及你剛才從圖片中觀察到的情況，說一說火車的車輪結(jié)構(gòu)如何,軌道結(jié)構(gòu)如何,(軌道將兩車輪的輪緣卡在里面。)

問題2:如果內(nèi)外軌一樣高，火車轉(zhuǎn)彎時做曲線運(yùn)動，所受合外力應(yīng)該怎樣,需要的向心力有那些力提供。

問題3:火車的質(zhì)量很大，行駛的速度很大，如此長時間后，對軌道和列車有什么影響,如何改進(jìn)才能夠使軌道和輪緣不容易損壞呢,(當(dāng)內(nèi)外軌一樣高時，鐵軌對火車豎直向上的支持力和火車重力平衡向心力由鐵軌外軌的輪緣的水平彈力產(chǎn)生(這種情況下鐵軌容易損壞(輪緣也容易損壞)

探究活動:再次展示火車轉(zhuǎn)彎時候的圖片，提醒學(xué)生觀察軌道的情況。分析:當(dāng)外軌比內(nèi)軌高時，鐵軌對火車的支持力不再是豎直向上，和重力的合力可以提供向心力，可以減輕軌和輪緣的擠壓。最佳情況是向心力恰好由支持力和重力的合力提供，鐵軌的內(nèi)、外軌均不受到側(cè)向擠壓的力(

?受力分析:如圖所示火車受到的支持力和重力的合力的水平指向圓心，成為使火車拐彎的向心力(

2v0

r?動力學(xué)方程:根據(jù)牛頓第二定律得mgtanθ,m

v0其中r是轉(zhuǎn)彎處軌道的半徑，是使內(nèi)外軌均不受力的最佳速度(

2v0?分析結(jié)論:解上述方程可知,rgtanθ

v0可見，最佳情況是由、r、θ共同決定的(

當(dāng)火車實際速度為v時，可有三種可能，

v0當(dāng)v,時，內(nèi)外軌均不受側(cè)向擠壓的力;

v0當(dāng)v,時，外軌受到側(cè)向擠壓的力(這時向心力增大，外軌提供一部分力);

v0當(dāng)v,時，外軌受到側(cè)向擠壓的力(這時向心力減少，內(nèi)軌提供一部分力)(例1:鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是1435m，內(nèi)外軌的間距為1.435m規(guī)定火車通過這里的速度是72km/h，內(nèi)外軌的高度差應(yīng)為多少才能使軌道不受輪緣的擠壓,總結(jié):物體在水平面的勻速圓周運(yùn)動，從力的角度看其特點是合外力的方向一定在水平方向上，由于重力方向在豎直方向，因此物體除了重力外，至少再受到一個力，才有可能使物體產(chǎn)生在水平面勻速圓周運(yùn)動的向心力(

思維拓展極其應(yīng)用:還有哪些實例和這一模型相同,自行車轉(zhuǎn)彎，高速公路上汽車轉(zhuǎn)彎、特技摩托表演(視頻簡單演示)等等(

(二)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(最高點和最低點)

(展示圖片拱形橋凸形橋平直橋)通過提問，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)。

問題1:如果汽車在水平路面上勻速行駛或靜止時，在豎直方向上受力如何,如果汽車在拱形橋頂點靜止時，橋面受到的壓力如何,

問題2:如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過拱形橋的最高點的時候，橋面受到的壓力如何,

引導(dǎo)學(xué)生分析受力情況，并逐步求得橋面所受壓力。

問題3:根據(jù)上式，結(jié)合前面的問題你能得出什么結(jié)論,

A(汽車對橋面的壓力小于汽車的重力mg;

B(汽車行駛的速度越大，汽車對橋面的壓力越小。

問題4:試分析如果汽車的速度不斷增大，會有什么現(xiàn)象發(fā)生呢,

當(dāng)速度不斷增大的時候，壓力會不斷減小，當(dāng)達(dá)到某一速度時，

汽車對橋面完全沒有壓力，汽車“飄離”橋面。

問題5:如果汽車的速度比臨界更大呢,汽車會怎么運(yùn)動,

汽車以大于或等于臨界的速度駛過拱形橋的最高點時，汽車與橋面的相互作用力

為零，汽車只受重力，又具有水平方向的速度的，因此汽車將做平拋運(yùn)動。

問題7:如果是凹形橋，汽車行駛在最低點時，橋面受到的壓力如何,

問題8:前面我們曾經(jīng)學(xué)習(xí)過超重和失重現(xiàn)象，那么試?yán)谩俺?、失重”的觀點定性分析汽車在拱形橋最高點，凹形橋的最低點分別處于哪種狀態(tài),總結(jié):物體在豎直面的圓周運(yùn)動，要求掌握的是在最高點和最低點的情況，從力的角度看:在最低點，物體除了重力外，還必須受到一個豎直向上的壓力(在最高點，重力可以提供同

2v0v心力，即mg,m,,rg0r

v是最高點的臨界速度(可以是最大值，也可以是最小值)，根據(jù)在最高點接觸物體的0

特點，可能再提供豎直向上的力，也可能再提供豎直向下的力，要具體情況具體分析。

例:一輛滿載的卡車在起伏的公路上勻速行駛，如圖所示，由于輪胎過熱，容易爆胎。暴胎可能性最大的地段是()

CA

BD

(三)課堂小結(jié)

請同學(xué)來完成，教師進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充

通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們對正確判斷向心力的來源有了更清晰的認(rèn)識，從而我們可以引用牛頓第二定律更加從容的解決圓周運(yùn)動的問題。

(四)、隨堂練習(xí)

4質(zhì)量為M=2(0×10KG的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧

5半徑為20M，如果橋面承受的壓力不得超過3(0×10N，則汽車允許的最大速率是多少,若以所求速率行駛，汽車對橋面的最小壓力是多少,最容易發(fā)生爆胎的點是,

(五)布置作業(yè)

思考與討論:地球可以看作一個巨大的拱形橋。汽車沿南北行駛，不斷加速。請思考:會不會出現(xiàn)這樣的情況:速度大到一定程度時，地面對車的支持力是0,此時汽車處于什么狀態(tài),駕駛員與座椅間的壓力是多少,駕駛員軀體各部分間的壓力是多少,駕駛員此時可能有什么感覺,

高中物理必修二《生活中的圓周運(yùn)動》精品教案

高中物理必修二《生活中的圓周運(yùn)動》精品教案

教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

(1)知道如果一個力或幾個力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是圓周運(yùn)動的物體所受的向心力.會在具體問題中分析向心力的來源。

(2)能理解運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實例。

(3)知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動，會求變速圓周運(yùn)動中物體在特殊點的向心力和向心加速度。

2、過程與方法

(1)通過對勻速圓周運(yùn)動的實例分析，滲透理論聯(lián)系實際的觀點，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。

(2)通過勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律也可以在變速圓周運(yùn)動中使用，滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系，提高學(xué)生的分析能力。

(3)通過對離心現(xiàn)象的實例分析，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力。

3、情感、態(tài)度與價值觀

(1)通過對幾個實例的分析，使學(xué)生明確具體問題必須具體分析，理解物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會用合理、科學(xué)的方法處理問題。

(2)通過離心運(yùn)動的應(yīng)用和防止的實例分析.使學(xué)生明白事物都是一分為二的，要學(xué)會用一分為二的觀點來看待問題。

(3)養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價值觀。

教學(xué)重難點

教學(xué)重點：理解向心力是一種效果力;在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結(jié)合牛頓運(yùn)動定律求解有關(guān)問題。

教學(xué)難點：具體問題中向心力的來源;關(guān)于對臨界問題的討論和分析;對變速圓周運(yùn)動的理解和處理。

教學(xué)工具

多媒體、板書

教學(xué)過程

新課導(dǎo)入

生活中的圓周運(yùn)動到處可見，如運(yùn)動物體轉(zhuǎn)彎問題，汽車、火車、飛機(jī)、自行車、摩托車的轉(zhuǎn)彎，只要你注意觀察，高速公路、賽車的彎道處，都做成外高內(nèi)低的路面，自行車、摩托車拐彎時都要傾斜車身……你知道這是什么原因嗎?

一、鐵路的彎道

1.基本知識

(1)火車在彎道上的運(yùn)動特點

火車在彎道上運(yùn)動時做圓周運(yùn)動，具有向心加速度，由于其質(zhì)量巨大，因此需要很大的向心力.

(2)轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高的缺點

如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高，則由外軌對輪緣的彈力提供向心力，這樣鐵軌和車輪極易受損.

(3)鐵路彎道的特點

①轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌.

②鐵軌對火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道內(nèi)側(cè).

③鐵軌對火車的支持力與火車所受重力的合力指向軌道的圓心，它提供了火車以規(guī)定速度行駛時的向心力.

2.思考判斷

(1)火車彎道的半徑很大，故火車轉(zhuǎn)彎需要的向心力很小.(×)

(2)火車轉(zhuǎn)彎時的向心力是車軌與車輪間的擠壓提供的.(×)

(3)火車通過彎道時具有速度的限制.(√)

探究交流

除了火車彎道具有內(nèi)低外高的特點外，你還了解哪些道路具有這樣的特點?

【提示】有些道路具有外高內(nèi)低的特點是為了增加車輛做圓周運(yùn)動的向心力，進(jìn)而提高了車輛的運(yùn)動速度，因此一些賽車項目的賽道的彎道要做得外高內(nèi)低，比如汽車、摩托車、自行車賽道的彎道，高速公路的拐彎處等.

二、拱形橋

1.基本知識

2.思考判斷

(1)汽車在水平路面上勻速行駛時，對地面的壓力等于車重，加速行駛時大于車重.(×)

(2)汽車在拱形橋上行駛，速度較小時，對橋面的壓力大于車重;速度較大時，對橋面的壓力小于車重.(×)

(3)汽車過凹形橋底部時，對橋面的壓力一定大于車重.(√)

探究交流

地球可以看做一個巨大的拱形橋，橋面半徑等于地球半徑，試討論：地面上有一輛汽車在行駛，地面對它的支持力與汽車的速度有何關(guān)系?駕駛員有什么感覺?

【提示】根據(jù)汽車過凸形橋的原理，地球?qū)λ闹С至?/p>

隨v的增大，F(xiàn)N減小.當(dāng)

這時駕駛員與座椅之間的壓力為零.他有飛起來的感覺，所以駕駛員有失重的感覺.

三、航天器中的失重現(xiàn)象及離心現(xiàn)象

1.基本知識

(1)航天器在近地軌道的運(yùn)動

①對航天器，在近地軌道可認(rèn)為地球的萬有引力等于其重力，重力充當(dāng)向心力，滿足的關(guān)系為

②對航天員，由重力和座椅的支持力提供向心力，滿足的關(guān)系為

航天員處于完全失重狀態(tài)，對座椅壓力為零.

③航天器內(nèi)的任何物體之間均沒有壓力.

(2)對失重現(xiàn)象的認(rèn)識

航天器內(nèi)的任何物體都處于完全失重狀態(tài)，但并不是物體不受地球引力.正因為受到地球引力的作用才使航天器連同其中的乘員做勻速圓周運(yùn)動.

(3)離心運(yùn)動

①定義：物體沿切線飛出或做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動.

②原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力.

2.思考判斷

(1)繞地球做勻速圓周運(yùn)動的航天器中的宇航員及所有物體均處于完全失重狀態(tài).(√)

(2)航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體不受重力作用.(×)

(3)航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體所受合力為零.(×)

探究交流

雨天，當(dāng)你旋轉(zhuǎn)自己的雨傘時，會發(fā)現(xiàn)水滴沿著傘的邊緣切線飛出(如圖所示)，你能說出其中的原因嗎?

【提示】旋轉(zhuǎn)雨傘時，雨滴也隨著運(yùn)動起來，但傘面上的雨滴受到的力不足以提供其做圓周運(yùn)動的向心力，雨滴由于慣性要保持其原來的速度方向而沿切線方向飛出.

四、火車轉(zhuǎn)彎問題

【問題導(dǎo)思】

1.火車轉(zhuǎn)彎時，軌道平面是水平面嗎?

2.火車轉(zhuǎn)彎時，向心力是怎樣提供的?

3.火車轉(zhuǎn)彎時，速度大小變化，軌道受到的側(cè)向壓力大小變化嗎?

1.軌道分析

火車在轉(zhuǎn)彎過程中，運(yùn)動軌跡是一圓弧，由于火車轉(zhuǎn)彎過程中重心高度不變，故火車軌跡所在的平面是水平面，而不是斜面.火車的向心加速度和向心力均沿水平面指向圓心.

2.向心力分析

如圖所示，火車速度合適時，火車受重力和支持力作用，火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，合力沿水平方向，大小F=mgtanθ.

為彎道半徑，θ為軌道所在平面與水平面的夾角，v0為轉(zhuǎn)彎處的規(guī)定速度).

4.軌道壓力分析

(1)當(dāng)火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時，所需向心力僅由重力和彈力的合力提供，此時火車對內(nèi)外軌道無擠壓作用.

(2)當(dāng)火車行駛速度v與規(guī)定速度v0不相等時，火車所需向心力不再僅由重力和彈力的合力提供，此時內(nèi)外軌道對火車輪緣有擠壓作用，具體情況如下：

①當(dāng)火車行駛速度v>v0時，外軌道對輪緣有側(cè)壓力.

②當(dāng)火車行駛速度v0時，內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力.

誤區(qū)警示

汽車、摩托車賽道拐彎處，高速公路轉(zhuǎn)彎處設(shè)計成外高內(nèi)低，也是盡量使車受到的重力和支持力的合力提供向心力，以減小車輪受到地面施加的側(cè)向靜摩擦力.

例：有一列重為100t的火車，以72km/h的速率勻速通過一個內(nèi)外軌一樣高的彎道，軌道半徑為400m.(g取10m/s2)

(1)試計算鐵軌受到的側(cè)壓力大小;

(2)若要使火車以此速率通過彎道，且使鐵軌受到的側(cè)壓力為零，我們可以適當(dāng)傾斜路基，試計算路基傾斜角度θ的正切值.

【審題指導(dǎo)】

(1)問中，外軌對輪緣的側(cè)壓力提供火車轉(zhuǎn)彎所需要的向心力.

(2)問中，重力和鐵軌對火車的支持力的合力提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力.

【答案】(1)105N(2)0.1

總結(jié)

解決這類題目首先要明確物體轉(zhuǎn)彎做的是圓周運(yùn)動，其次要找準(zhǔn)物體做圓周運(yùn)動的平面及圓心，理解向心力的來源是物體所受合力.

五、豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動

【問題導(dǎo)思】

1.關(guān)于豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動，一般只討論哪兩種模型?

2.對“繩模型”，質(zhì)點過最高點的臨界條件是什么?

3.對“桿模型”，質(zhì)點過最高點的臨界條件是什么?

1.繩模型

小球在細(xì)繩作用下在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，小球沿豎直光滑軌道內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動，都是繩模型，如圖所示.

(1)向心力分析

①小球運(yùn)動到最高點時受向下的重力和向下的繩子拉力(或軌道彈力)作用，由這兩個力的合力充當(dāng)向心力

②小球運(yùn)動到最低點時受向下的重力和向上的繩子拉力(或軌道彈力)作用，由這兩個力的合力充當(dāng)向心力

(2)臨界條件

小球恰好過最高點時，應(yīng)滿足彈

可得小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動的臨界速度

(3)最高點受力分析

2.桿模型

小球被一輕桿拉著在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，小球在豎直放置的光滑細(xì)管內(nèi)做圓周運(yùn)動，都是桿模型，如圖所示.

(1)向心力分析

①小球運(yùn)動到最高點時受桿(或軌道)的彈力和向下的重力作用，由這兩個力的合力充當(dāng)向心力.若彈力向上：

②小球運(yùn)動到最低點時受向上的桿(或軌道)彈力和向下的重力作用，由這兩個力的合力充當(dāng)向心力

(2)臨界條件

由于桿和管能對小球產(chǎn)生向上的支持力，故小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的臨界條件是運(yùn)動到最高點時速度恰好為零.

(3)最高點受力分析

特別提醒

1.繩模型和桿模型中小球做的都是變速圓周運(yùn)動，在最高點、最低點時由小球豎直方向所受的合力充當(dāng)向心力.

2.繩模型和桿模型在最低點的受力特點是一致的，在最高點桿模型可以提供豎直向上的支持力，而繩模型不能.

例：長度為0.5m的輕桿OA繞O點在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，A端連著一個質(zhì)量m=2kg的小球.求在下述的兩種情況下，通過最高點時小球?qū)U的作用力的大小和方向.(g取10m/s2)

(1)桿做勻速圓周運(yùn)動的轉(zhuǎn)速為2.0r/s;

(2)桿做勻速圓周運(yùn)動的轉(zhuǎn)速為0.5r/s.

【審題指導(dǎo)】

(1)球在最高點時，桿對小球的彈力有支撐力和拉力兩種可能.

(2)要求出球在最高點時，桿恰好無彈力的轉(zhuǎn)速，再進(jìn)行列式分析.

【答案】

(1)小球?qū)U的拉力為138N，方向豎直向上.

(2)小球?qū)U的壓力為10N，方向豎直向下.

六、離心運(yùn)動

【問題導(dǎo)思】

1.離心現(xiàn)象的實質(zhì)是什么?

2.物體什么時候才做離心運(yùn)動?

3.離心運(yùn)動與近心運(yùn)動有什么區(qū)別?

1.離心運(yùn)動的實質(zhì)

離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn).做圓周運(yùn)動的物體，由于慣性，總是有沿著圓周切線飛出去的趨向，之所以沒有飛出去，是因為受到向心力的作用.從某種意義上說，向心力的作用是不斷地把物體從圓周運(yùn)動的切向方向拉回到圓周上來.

2.離心運(yùn)動的條件

做圓周運(yùn)動的物體，提供向心力的外力突然消失或者合外力不能提供足夠大的向心力.

3.離心運(yùn)動、近心運(yùn)動的判斷

如圖所示，物體做圓周運(yùn)動是離心運(yùn)動還是近心運(yùn)動，由實際提供的向心力Fn與所需向心力

的大小關(guān)系決定

由以上關(guān)系進(jìn)一步分析可知：原來做圓周運(yùn)動的物體，若速率不變，所受向心力減少或向心力不變，速率變大，物體將做離心運(yùn)動;若速度大小不變，所受向心力增大或向心力不變，速率減小，物體將做近心運(yùn)動.

誤區(qū)警示

1.物體做離心運(yùn)動時并不存在“離心力”，“離心力”的說法是因為有的同學(xué)把慣性當(dāng)成了力

2.離心運(yùn)動并不是沿半徑方向向外遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動.

例：如圖所示，高速公路轉(zhuǎn)彎處彎道圓半徑R=250m，汽車輪胎與路面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25.若路面是水平的，問汽車轉(zhuǎn)彎時不發(fā)生側(cè)向滑動(離心現(xiàn)象)所許可的最大速率vm為多大?當(dāng)超過v時，將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象?(g取10m/s2)

【審題指導(dǎo)】

(1)明確向心力的來源.

(2)理解離心運(yùn)動產(chǎn)生的原因.

【答案】90km/h汽車做離心運(yùn)動或出現(xiàn)翻車

七、航天器中的完全失重現(xiàn)象

例：如圖所示，宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動的空間站中處于完全失重狀態(tài)，下列說法正確的是()

A.宇航員仍受重力的作用

B.宇航員受力平衡

C.宇航員所受重力等于所需的向心力

D.宇航員不受重力的作用

【答案】AC

1.航天器中物體的向心力

向心力由物體的重力G和航天器的支持力FN提供，即

2.當(dāng)航天器的速度

，此時航天器機(jī)器內(nèi)部物體均處于完全失重狀態(tài)

3任何關(guān)閉了發(fā)動機(jī)又不受阻力的飛行器中，都是一個完全失重的環(huán)境.

規(guī)律總結(jié)：物體處于完全失重狀態(tài)的特征

1.物體都具有向下的加速度，加速度大小為g.

2.物體對支持物的壓力或?qū)覓煳锏睦ο?，物體間不再相互擠壓.

3.物體仍受重力作用，并不是重力消失了.

4.物體的速度不斷變化，物體具有加速度，處于非平衡狀態(tài).