第一篇:生活中的圆周运动教学设计
生活中的圆周运动教学设计
一、课程标准要求
能准确的受力分析和利用牛顿第二定律列向心力方程。
二、教学目标
(一)、知识和技能
进一步加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源;知道向心力是所有圆周运动的物体所受半径方向的合力。
通过引导学生探究生活中圆周运动向心力的来源的过程,提升学生创新思维能力,渗透理论联系实际的方法,强化归纳总结能力、分析问题和解决问题的能力。
(二)、情感态度和价值观
通过本节课能让学生充分体验将向心力应用于生产和生活实践的喜悦,进一步构建理论联系实际的科学意识
三、重点:分析具体问题中向心力的来源
四、难点:运用圆周运动的规律分析和处理生活中的具体实例。
五、教学方法:启发引导法、多媒体辅助法、六、学生学法:观察分析、推理归总结、自主探究
七、教学过程:
师:上节课我们学习了向心力,请同学们思考:在实际问题中我们如何找到向心力并列出向心力方程呢?请同学们以小组为单位展开讨论总结出具体解决问题的策略。
生:处理圆周运动的步骤1.分析物体的受力情况2.找圆心3.确定Fn的方向4.列向心力方程 师:圆周运动是一种很常见的运动,同学们都知道哪些呢?
生:游乐场里的旋转飞椅和过山车,火车转弯、汽车转弯,飞机盘旋、汽车过拱形桥和凹形桥等 师:同学们说的很全面,那么这些圆周运动都是哪些力来提供向心力呢?我们先来探究旋转飞椅的向心力的来源?先看视频再来回答该问题。
生:它是重力和支持力的合力来提供人和椅子圆周运动的向心力 师:回答正确按照相同的方法大家思考火车转弯时是什么力来充当向心力呢?请先看视频再来回答此问题。为了弄清楚这个问题,我们先来看一下铁轨和火车车轮的构造特点,请看火车的车轮的内侧有凸起的轮缘,两侧凸起的轮缘将火车限制在两条互相平行的铁轨上。这两条轨道我们把半径大的叫外轨,半径小的叫内轨。大家想一想:在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用?这几个力的关系如何?
生:受重力和支持力,二者相等;牵引力和摩擦力 二者也相等合力为零。
师:请同学们再思考:如果火车在水平弯道上转弯,试分析其受力情况及向心力的来源? 生 :受重力和支持力,二者相等;牵引力和摩擦力,二者也相等合力为零。由于转弯需要向心力所以此时火车会挤压外轨,根据牛顿第三定律,外轨就会对火车外侧车轮的轮缘施加一个指向圆心的力来提供向心力。
师:在转弯时火车挤压外轨的力是相当大的,因此会损坏外轨和火车的外侧轮缘。那么在实际中是如何想办法解决的这个问题的呢?请同学们来看一下实际铁路的弯道,我们不难发现,在实际中,采取的办法是将外轨垫高,从而使轨道倾斜一个小的角度,这时候是什么力提供向心力呢?
生:是重力和支持力的合力来提供火车转弯的圆周运动的向心力 师:当火车不挤压外轨时,它的运行速度是多少
2v生:
m
g tanmR
v临界Rgtan师:如果火车转弯的速度不等于这个速度会怎样呢?
生:如果大于此速度火车还要挤压外轨:如果要是小于这个速度,火车回挤压内轨 师:请同学们看下面的视频并尝试用我们今天所学的知识去分析火车冲出轨道可能原因是什么?
生:由于火车是从外轨冲出轨道所以可能是车速超过了弯道规定的转弯速度 师:好现在请同学们试做下面的例题
对点训练1:火车以半径R=900 m转弯,火车质量为8×105 kg ,速度为30 m/s, 火车轨距l=1.4 m,要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力,轨道应该垫的高度h为多少?(θ较小时tanθ=sinθ)今天的作业是请同学们根据这节课的研究方法在课后去自主探究其它转弯运动向心力的来源
第二篇:生活中的圆周运动 教学设计
第七节、生活中的圆周运动
主备教师:曾光芬
一、【内容及其解析】
1、内容:生活中的圆周运动。
2、解析:本节课要学的内容生活中的圆周运动指的是水平面内的圆周运动和竖直平面内的圆周运动,其核心是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。学生已经学过匀速圆周运动及其运动规律,本节课的内容生活中的圆周运动就是在此基础上的发展起来的。由于它还与天体运动有着密切的关系,所以在本学科有重要的地位,并有承上启下的作用,是本章知识的重要内容。教学的重点是圆周运动的性质、规律及向心加速度,解决重点的关键是注意圆周运动要考虑向心力。
二、【目标及其解析】
1、目标定位:
(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公式也适用于变速圆周运动,会求变速圆 周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。
2、目标解析:
(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。
三、【问题诊断分析】
在本节课的教学中,学生可能遇到的问题是对圆周运动的理解不太容易,产生这一问题的原因是线速度的方向时刻在发生改变,学生可能不太容易与前几节学习的向心力联系起来。要解决这一问题就要引导学生通过对物体进行受力分析 1
求出合力,其中关键是考虑向心力。
四、【教学支持条件分析】 多媒体课件
五、【教学过程设计】
(一)水平面内的圆周运动(以火车过弯道为例)
观看火车过弯道的影片和火车车轮的结构的系列图片,请学生注意观察铁轨弯道的特点和火车车轮的特殊结构
问题1:请根据你所了解的以及你刚才从图片中观察到的情况,说一说火车的车轮结构如何?轨道结构如何? 设计意图:
轨道将两车轮的轮缘卡在里面。
问题2:如果内外轨一样高,火车转弯时做曲线运动,所受合外力应该怎样?需要的向心力有那些力提供?
设计意图: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容易损坏呢?
设计意图:再次展示火车转弯时候的图片,提醒学生观察轨道的情况。师生活动: 学生讨论后总结:
1.如果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.如果根据转弯半径R和火车行驶速度v适当调整内外轨道的高度差,使转弯时所需要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供,这样外轨道就不再受轮缘的挤压了。
(二)竖直平面内的圆周运动(最高点和最低点)汽车过桥为例 实例分析 展示图片 拱形桥 凸形桥平直桥 以凸形桥为例
通过提问,引导学生进入状态。
问题1:如果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? 如果汽车在拱形桥顶点静止时,桥面受到的压力如何?
问题2:如果汽车在拱形桥上,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?
设计意图:引导学生分析受力情况,并逐步求得桥面所受压力。
分析过程:确定研究对象;分析汽车的受力情况;找圆心;确定F合即F向心力的方向;根据牛顿第二定律列方程,得出结论。
问题3:根据上式,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:试分析如果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:如果是凹形桥,汽车行驶在最低点时,桥面受到的压力如何?
问题6: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,我们仍使用了匀速圆周运动的公式,原因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。
例题1长为l0.50m的轻质细杆OA,A端有一质量为m3.0kg的小球,如图所示。小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速度为2.0m/s,则此时细杆OA受到()(g取10m/s2)
A.6.0N的拉力
B.6.0N的压力 C.24N的拉力
D.24N的压力
例题 2如图所示,一个光滑的圆锥体固定在水平桌面上,其轴线沿竖直方向,母线与轴线之间的夹角为300,一根长为L的轻绳,一端固定在圆锥体的顶点O处,另一端拴一个质量为m的物体(可看做质点),物体以速率v绕圆锥体的轴线做水平匀速圆周运动。⑴当v1gL时,求绳对物体的拉力; 63gL时,求绳对物体的拉力。2⑵当v
六、【目标检测】
1、火车以半径r= 900 m转弯,火车质量为810kg,轨道宽为l=1.4m,外轨比内轨高h=14cm,为了使铁轨不受轮缘的挤压,火车的速度应为多大?
2、火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时,内、外轨对车轮皆无侧压力,若火车在该弯道实际运行速度为30m/s,则下列说法中正确的是()A.仅内轨对车轮有侧压力 B.仅外轨对车轮有侧压力 C.内、外轨对车轮都有侧压力 D.内、外轨对车轮均无侧压力
3、如图所示,质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动.圆半径为R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨.则其通过最高点时()
A.小球对圆环的压力大小等于mg B.小球受到的向心力等于重力 C.小球的线速度大小等于
Rg
D.小球的向心加速度大小等于g
4、如图所示,质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为m的小球,另一端能绕光滑的水平轴O转动.让小球在竖直平面内绕轴O做半径为l的圆周运动,小球通过最高点时的线速度大小为v.下列说法中正确的是()A、v不能小于B、v=gl
gl时,小球与细杆之间无弹力作用
gl时,小球与细杆之间的弹力随v增大而增大 gl时,小球与细杆之间的弹力随v减小而增大
2C、v大于D、v小于vhh答案:
1、【解析】:m0mgtan,tgsin vgr30m/s
Lrl2、A
3、B、C、D
4、BCD
七、【本课小结】
水平面内的圆周运动和竖直平面内的圆周运动。
第三篇:《生活中的圆周运动》教学设计
《生活中的圆周运动》教学设计
一、学情分析
《生活中的圆周运动》这节课是新课标人教版《物理》必修二第五章《曲线运动》一章中的第七节,也是该章最后一节。
本节课是我们在学习了圆周运动、向心加速度、向心力以后的一节应用课,通过研究圆周运动规律在生活中的具体应用,能使我们深入理解圆周运动的规律,同时结合日常生活中的某些生活体验,加深物理知识在头脑中的印象。
教材中的内容根据学生接受的难易程度,顺序作了调整,按照具体的四个案例进行教学,分别是汽车过拱形桥、汽车过凹形桥、航天器中的失重现象、火车转弯。
二、教学目标:
1、知识与技能
(1)进一步加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源。
(2)培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力,提高学生概括总结知识的能力。(3)了解航天器中的失重现象。
2、过程与方法
(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,培养理论联系实际的能力。
(2)通过对几个圆周运动的事例分析,掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法。(3)能从日常生活中发现与圆周运动有关的知识,并能用所学知识去解决发现的问题。
3、情感、态度与价值观
(1)通过向心力在具体问题中的应用,培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。(2)体会圆周运动的奥妙,提高学生学习物理知识的兴趣。
三、教学重点与难点 教学重点
1、理解向心力是一种效果力。
2、在具体问题中能找到是谁提供向心力的,并结合牛顿运动定律求解有关问题。教学难点
具体实际问题中向心力的来源及用牛顿第二定律分析向心力的方法。
四、教学方法:
讲授法、问题情境教学法、启发教学法
五、媒体准备: 电子白板、有关视频
六、知识结构框架
七、教学过程 [新课导入] [复习提问]
师:请同学们回顾并叙述出对于圆周运动你已经理解和掌握了哪些基本知识?
生:我们已经理解和掌握了可以用线速度、角速度、转速和周期等来描述做圆周运动物体的运动快慢。向心力是效果力,学会受力分析向心力来源。处理圆周运动问题的基本思路:
1、明确受力情况、找到向心力的来源
2、找到圆周运动的圆平面,确定圆心找到半径,利用向心力公式列方程求解 圆周运动的基本规律:
记忆口诀:匀速圆周并不匀,速度方向变不停,加速度,向圆心,速度平方比半径。师:我们知道学以致用是学习的最终目的,本节课将通过几个具体实例的探讨来深入理解圆周运动的规律,同时结合日常生活中的某些生活体验,加深物理知识在头脑中的印象。[新课探究]
利用电子白板播放视频生活中常见的圆周运动及其圆周运动的图片,引出实例分析。实例一:拱形桥
投影问题情境:质量为m的汽车在拱形桥上以速度V行驶,若桥面的圆弧半径为R,试画出受力分析图,分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力.
师:通过分析,你可以得出什么结论? 学生在练习本上独立画出汽车的受力图,推导出汽车对桥面的压力。实际问题探究:
例 质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多大?
解:汽车通过桥顶时,受力情况如图:由牛顿第二定律:
由牛顿第三定律:
注意:汽车过拱型桥的速度不宜过大,否则FN‘‘将消失,汽车将飞离桥面,做平抛运动。实例二:凹形桥
师:下面再一起共同分析汽车通过凹形桥最低点时,汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些?
生:通过对汽车进行受力分析.汽车通过凹形桥最低点时,汽车对桥的压力比汽车的重力大.
实际问题探究:
质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹型桥面,求汽车在最低点时对桥面的压力是多大?
注意:汽车过凹形桥的速度不宜过大否则FN‘‘过大,汽车可能压坏凹型桥或者爆胎。无论过拱型桥还是凹型桥,都应当减速行驶。
师:从刚才研究的一道例题可以看出,当汽车通过拱形桥凸形桥面顶点时,如果车速达到一定大小,则可使汽车对桥面的压力为零.如果我们把地球想象为特大的“拱形桥”,则情形如何呢?会不会出现这样的情况;速度达到一定程度时,地面对车的支持力是零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?驾驶员躯体各部分之间的压力是多少?他这时可能有什么感觉? 学生独立分析以上提出的问题,并在练习本上画出受力分析图,尝试解答。
投影学生推导过程,引导学生间交流、讨论。
师:刚才同学们交流、讨论的问题即为课本第28页上面的“思考与讨论”,该“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,而是在航天飞机中。实例三:航天器中的失重现象 播放航天器中的失重现象视频
让学生注意:任何关闭了发动机,又不受阻力的飞行器的内部,都是一个完全失重的环境。例如向空中任何地方抛出的容器,其中的所有物体都处于失重状态。实例四:铁路的弯道
师:火车转弯时实际是在做圆周运动,那么火车转弯时是如何获得向心力的呢? 我们先来看一下车轮的结构,注意轮缘。假设内外轨道一样高
提出问题:在平直轨道上匀速行驶的火车
1.火车受几个力作用? 2.这几个力的关系如何? 生:火车受到4个力的作用,各为两对平衡力,即合外力为零.
师:对,火车受重力、支持力、牵引力及摩擦力.且四个力合力为零,其中重力和支持力的合力为零,牵引力和摩擦力的合力为零.
师:那火车转弯时情况会有何不同呢? 模拟平直轨道火车转弯情形.提出问题: 1.转弯与直进有何不同? 2.画出受力示意图,并结合运动情况分析各力的关系.
生:转弯时火车的速度方向在不断变化,故其一定有加速度,其合外力一定不为零.
师:对,转弯时合外力不为零,即需要提供向心力,而平直路前行不需要.那么火车转弯时是如何获得向心力的?进一步受力分析得:需增加的一个向心力(效果力),由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供. 师:提出问题:挤压的后果会怎样? 生:由于火车质量、速度比较大,故所需向心力也很大.这样的话,轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大,导致的后果是铁轨容易损坏,轨缘也容易损坏。
铁路的弯道实际上外轨略高于内轨,重力G和支持力N的合力提供向心力.探究实际问题:火车以半径r= 900 m转弯,火车质量为8×105kg,轨道宽为l=1.4m,外轨比内轨高h=14cm,为了使铁轨不受轮缘的挤压,火车的速度应为多大?
【物理与生活】
2007年4月18日,我国铁路进行了第六次大提速,时速将达200公里以上,这必将为我国的经济腾飞注入新的活力。假设你是一位从事铁路设计的工程师,你认为火车提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗?应如何改造?
强调说明:火车转弯时向心力是水平的,向心力是按效果命名的力,如果认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用,还要再受到一个向心力,那就不对了。小结:
本节课通过一些具体的实例探究了物体在竖直面内(汽车过拱形桥、汽车过凹形桥)和水平平面内(火车弯道)作圆周运动的运动规律,知道了在具体圆周运动中如何确定向心力来源,体会了牛顿第二定律分析圆周运动的基本方法,对失重及离心现象有较深刻的理解。[巩固练习]
1、如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体一起运动,物体所受向心力是()A.重力 B.弹力 C.静摩擦力 D.滑动摩擦力
2、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象,可以:()a、增大汽车转弯时的速度 b、减小汽车转弯时的速度 c、增大汽车与路面间的摩擦 d、减小汽车与路面间的摩擦
A、a、b B、a、c C、b、d D、b、c 作业:
1、第一次物理电子白板课的感想(500至800字)
2、作业本上做课后第2、3、4题
3、课时讲练通本节练习。
板书设计: 生活中的圆周运动 实例一:拱形桥
由牛顿第二定律:
由牛顿第三定律: 实例二:凹形桥
实例三:航天器中的失重现象 实例四:铁路的弯道
1、假设内外轨道一样高,向心力由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供。
2、铁路的弯道实际上外轨略高于内轨,重力G和支持力N的合力提供向心力.强调说明:火车转弯时向心力是水平的,向心力是按效果命名的力。课后反思:
1、电子白板多媒体课堂插入了过山车、水流星等多个生活中的视频片段,有利于学生感受到圆周运动在生活中无处不在,培养了学习兴趣,提高了课堂效率。
2、通过课前设计、课堂教学、课后教研组各位老师的及时评价,设计者认为这节课在以后的教学中要注意以下几点:
(1)在学困生较多,学习内容较难的情况下,学习内容不宜过多,不能贪多求全。(2)这节课的难点在于铁路弯道,正常火车的运行是由重力和支持力的合力提供拐弯时的向心力,这一点通过作图让学生能自己推导出,推导的过程中要严格使用作图工具画图,让学生容易接受推导过程中使用的两个直角三角形:其一是受力分析中重力与合力的力的矢量三角形,得出F合=F向=;其二是外轨比内轨高出h的铁路横截面三角形,图中利用一歩近似处理,得出。在处理火车速度大小对内外轨的影响上,应采取以下两种方法,一种是体验感受法,一种是分析比较公式法。具体的体验感受法可这样给学生演示,左手向手心弯曲大约1200代表弯曲的外轨道,右手伸直在左手手心一侧代表行使的火车,如果速度恰好等于规定的速度则代表与内外轨之间没有作用力,如果速度比规定的速度大的话,则会发生右手撞击左手即火车撞击外轨对外轨有弹力的作用。接着左手向手心弯曲大约1200代表弯曲的内轨道,右手伸直在左手手背一侧代表行使的火车,如果速度小于规定的速度的话,学生应该有种感觉认为右手会滞留在左手手背上,有种下滑的趋势,也就是会对内轨产生一种压力。即行使速度大于规定的速度火车会对外轨的轮缘产生挤压,小于规定的速度火车会对内轨产生挤压。这种理解方法通过亲身体验能让学生记得更容易更牢固一些。另一种分析比较公式法具体可以这样理解,火车拐弯实际需要向心力的大小可以按照F
需
来计算,而在公式F
供 =mV2规定/r中,这个速度是我们设计好的速度称之为V规定,而这个向心力应该是有重力和支持力的合力提供。当实际速度大于规定速度时,F需>F供,即重力与支持力的合力不足以提供需要的向心力时,这时外轨轮缘就会对火车一个沿车轮的弹力来补充向心力,表现为火车对外轮轮缘有侧压力。当实际速度小于规定速度时,F需 《生活中的圆周运动》 一、教学目标 (一)知识与能力: 1、进一步加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源。 2、结合生活中的圆周运动问题,培养学生知识的迁移能力。 (二)过程与方法: 1.学会分析圆周运动方法,会分析火车转弯、拱形桥等实际的例子,培养理论联系实际的能力。 2.通过对几个圆周运动的事例分析,掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法。 (三)情感、态度与价值观: 培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。 二、教学的重点与难点 重点:分析具体问题中向心力的来源。 难点:火车转弯问题的分析。 三、教法与学法指导:组织学生多观察和讨论,对学生不太熟悉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。 四、教学过程: (一)、导入新课: 设疑导入:弯道处路面是水平的么? 汽车过弯道时为什么要减速呢? 为什么在转弯时容易发生交通事故呢? (二)、新知探究 探究一:以火车过弯道为例的水平面内的圆周运动 问题 1、火车轨道那侧高一些?火车轮缘的结构特征? 轨道将两车轮的轮缘卡在里面。 问题2:如果内外轨一样高,火车转弯时做曲线运动,所受合外力应该怎样?需要的向心力有那些力提供。 学生归纳:火车受的重力和支持力二力平衡,那么应该是轨道对轮缘的压力提供向心力。 师生合作探究:理想条件下火车内外轨间的倾斜角或者理想速度? 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容易损坏呢? 学生讨论后总结: 火车的弯道和公路的弯道都是外侧略高于内侧,那么理想情况下,火车只受重力和支持力,他们成为使火车转弯的向心力。这样轨道就不会受到挤压。 教师设疑补充 如果火车转弯时行驶速度大于或者小于理想速度,那一侧轨道受到压力呢? 师生共同探究:结合轮缘的特点分析可知:高于理想速度外侧轨道会受到压力,反之内侧会受到压力。 探究二:竖直平面内的圆周运动 以凸形桥为例 问题1:如果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? 如果汽车在拱形桥顶点静止时,桥面受到的压力如何? 问题2:如果汽车在拱形桥上,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? 问题3:汽车过桥时压力大小与速度的关系? 学生归纳:汽车对桥面的压力小于汽车的重力mg; 汽车行驶的速度越大,汽车对桥面的压力越小。 问题4:试分析如果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,汽车会“飞”起来。因此汽车将做平抛运动。 教师展示一些在弯道处的一些交通事故图片,引导学生讨论开车时如何过弯道,目的是引导学生加强安全意识。 强调:汽车做的不是匀速圆周运动,我们仍使用了匀速圆周运动的公式,原因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 请同学自主完成,教师进行适当补充 五、当堂训练 质量为M=2.0X10kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径为20m,如果桥面承受的压力不得超过3.0×10N,则汽车允许的最大速率是多少?若以所求速率行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?最容易发生爆胎的点是? 六、布置作业 课后3、4题 54 《生活中圆周运动》说课稿 《生活中圆周运动》说课稿1 今天我说课的内容是《生活中的圆周运动》,本次说课我将分为6个步骤, 一、教材分析 本课是人教版(必修2)第五章的第七节,是圆周运动的应用课,内容丰富,教材中例子的选择都各有特点,很有代表性: 铁路的弯道——是分析水平面上的匀速圆周运动, 拱形桥和凹形桥——是分析竖直面上的非匀速圆周运动 航天器中的失重现象——研究宇宙飞船失重问题 离心运动——是研究向心力不足时物体的运动趋势 根据学生实际情况,本节内容安排两课时,本课只研究前两部分,铁路的弯道分析,也会放在先分析汽车在水平路面转弯之后进行,这样做的目的是为了让学生的探究从易到难。 学习本节内容既能进一步巩固学生学习过的受力分析,牛顿第二定律、向心加速度、向心力等知识,又能增强物理知识与日常生活,宇宙开发的联系,同时激发学生学习物理的兴趣,培养学生学科学爱科学用科学的思想。 二、教学目标 依据教学大纲的要求,以及本课与实际生活联系紧密的特点,我特制定如下教学目标。 (一) 知识目标 1、加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源。 2、学会分析圆周运动的方法,并应用到拱形桥、弯道等实际的例子中。 3、通过对几个圆周运动事例的分析,掌握牛顿第二定律分析向心力的方法。 (二) 能力目标 培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力,提高学生概括总结知识的能力。 (三) 情感、态度与价值观目标 通过向心力在具体问题中的应用,体会圆周运动的奥妙,激发学生学习物理知识的兴趣,培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。 三、教学重点、难点 正确认识向心力的来源是本节课的教学重点与难点。学生常常误以为向心力是一种特殊的力,是做圆周运动的物体另外受到的力,如何正确认识向心力的来源,是解决实际问题的关键,在教学中应充分重视这一点,因此,分析向心力来源既是本节的重点又是本节的难点。 在教学中注意通过多分析实例使学生获得正确认识,抓住先分析物体所受的力(受力分析),再分析向心力的来源。明确告诉学生受力分析只分析性质力。 四、教法学法 本节课所采用的教学法主要有: 图示法 利用图片、影片、示意图等使本节内容更加形象直观简洁的展现给学生。 问题发现法 通过设问的方式激发学生的探究动力 情景教学法 通过创设生活情景培养学生的学习兴趣 学法 学生在学习的过程中 主动探索、积极参与 通过独立思考、小组讨论 找寻规律,寻找解决问题的思维和方法 在整个教学活动中充分体现教师主导,学生主体的教育理念 五、教学过程 为了更好实现三维教学目标,首先通过视频播放学生感兴趣的视频:火车转弯,让学生观察思考、激发学生的求知欲,在学生观看视频的过程中提示学生认真观察火车在转弯时有什么特点,然后引入本节课所研究的火车转弯模型,水平面内的圆周运动。 一、水平面内的圆周运动 的研究 探讨课本的第一个问题:火车的转弯问题,鉴于学生对于火车轨道及火车轮子结构不是很了解,通过视频图片让学生对火车轨道的结构及火车轮子的结构特点有一定的了解过后,然后让学生自主探究火车在水平轨道转弯时向心力的来源,通过探究不难发现,火车在水平轨道转弯向心力来源于外轨对火车轮缘的侧向挤压力,接下来继续引导学生思考,火车在水平轨道转弯有何弊端,并鼓励学生讨论如何去改进。通过教师的引导,学生的讨论与思考,最后得到结论: 可将火车外轨与内轨呈现一定的高度差,并且当火车所受重力及支持力的合力恰好提供为向心力时,可以有效避免火车内外轨道受到挤压,并进一步联系实际,在实际轨道一旦建成的情况下,进一步分析火车通过轨道速度应该满足的条件,让学生充分领略用物理知识解决生活中实际问题的乐趣。 二、竖直平面内的圆周运动 的研究 在这一部分中,我首先设置了三个问题。 1、汽车在水平的路面匀速行驶或静止时,路面所受到的压力如何? 2、汽车在拱形桥顶点静止时,桥面所受到的压力如何? 接下来使问题进一步深化 3、汽车以速度v通过拱形桥最高点时,桥面所受到的压力又如何? 通过层层递进的问题,使学生的思维活动不断深入,培养学生的发散性思维。 接下来转换情景,让学生独立分析汽车以速度v通过凹形桥最低点时,凹形桥所受压力的情况。为进一步扩展学生视野,可继续引导学生思考,在生活中为什么我们的桥梁大多数建成拱形,而凹形桥却很少,并将这一部分知识与必修一所学的超重与失重联系起来 接下来是拓展训练部分,在拓展训练部分,我设置了两个事例,第一个火车以速度v通过倾斜弯道时向心力来源的分析,第二个,过山车通过最高点时,人对座位压力情况的分析,通过这两个事例的研究,加深学生对向心力的认识,并能将所学内容应用到更多的实际问题中,培养学生的独立思考能力及知识的迁移能力。 作业布置 作业的布置可要求学生完成思考与讨论,假如将整个地球看成一个巨大的拱形桥,汽车以多大的速率通过地面时,可对地面的压力为零,通过这一部分的思考与讨论可激发学生的求知欲、增进学生的想象力,并为进一步探索新知识,解决新问题开辟更广阔的空间。 最后是课堂小结 课堂小结将安排在板书上进行 六、板书设计 本节课的板书主要板书了两种生活中圆周运动常见模型的受力分析及其向心力的来源,这样的板书简洁直观,使本节课的重点一目了然, 尊重的评委各位老师,在我的整个教学中重在引导: 通过创设情景,教师引导学生观察、分析,发现问题:通过创设疑问,教师引导学生思考、小组讨论,解决问题。充分体现教师主导,学生主体的地位。 《生活中圆周运动》说课稿2 一、教材分析 (一)地位 《生活中的圆周运动》这节课是新课标人教版《物理》必修第二册第六章《曲线运动》一章中的第八节,也是该章最后一节。本节课是在学生学习了圆周运动、向心加速度、向心力以后的一节应用课,通过研究圆周运动规律在生活中的具体应用,使学生深入理解圆周运动规律,并且结合日常生活中的某些生活体验,加深物理知识在头脑中的印象。 (二)教材处理 教材中的“火车转弯”与“汽车过拱桥”根据学生接受的难易程度,顺序作了对调,并把最后一部分“离心运动”放到下一节课处理。 (三)教学目标 1、知识与技能目标 (1)进一步加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源。 (2)培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力,提高学生概括总结知识的能力。 (3)了解航天器中的失重现象。 2、过程与方法目标 (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,培养理论联系实际的能力。 (2)通过对几个圆周运动的'事例分析,掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法。 (3)能从日常生活中发现与圆周运动有关的知识,并能用所学知识去解决发现的问题。 3、情感态度与价值观目标 (1)通过向心力在具体问题中的应用,培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。 (2)体会圆周运动的奥妙,培养学生学习物理知识的求知欲。 (四)重点分析具体问题中向心力的来源。依据:学生常常误认为向心力是一种特殊的力,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,以及如何正确认识向心力的来源,并且对向心力的来源分析地比较仔细,因此教学中应充分重视这一点。 (五)难点在具体问题中分析向心力来源,尤其是在火车转弯问题中。突破办法:组织学生多讨论,多做练习,对学生不太熟悉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。 二、教法分析 (一)教学方法:创设情景法,讨论法,推理法和分析归纳法。 (二)教学手段:多媒体辅助教学,主要PowerPoint演示文稿以及图片,并辅以视频。多媒体使用说明:多媒体作为教学辅助手段,使空洞的语言描述得以形象地展现,增强学生的感性认识。 三、学法分析 通过展示图片、视频创设情境,以提问的方式引导学生展开问题的讨论,并归纳总结出结论。过程中体现“教师为主导,学生为主体”的教育思想。让学生进入角色充当课堂教学的主体,帮助学生自觉、生动地进行思维活动。使学生既学到了知识又掌握了学习方法,既培养了能力又发展了智力。 四、课堂教学设计 (一)引课复习提问圆周运动向心加速度、向心力相关知识,以及物体做匀速圆周运动和变速圆周运动向心力的来源。请同学举例生活中的圆周运动,以此引入新课。 (二)新课教学主要过程 ●汽车过拱形桥的问题通过提问,引导学生进入状态。 问题1:如果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? 问题2:如果汽车在拱形桥顶点静止时,桥面受到的压力如何? 问题3:如果汽车在拱形桥上,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?引导学生分析受力情况,并逐步求得桥面所受压力。 分析过程: (1)确定研究对象; (2)分析汽车的受力情况; (3)找圆心; (4)确定F合即F向心力的方向; (5)列方程,得结论。 问题4:根据上式,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5:试分析如果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6:汽车的速度比更大呢?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7:如果是凹形桥,汽车行驶在最低点时,桥面受到的压力如何? 问题8: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?超失重现象不只发生在竖直方向运动的物体上,而是竖直方向是否有加速度,与速度方向无关。强调:汽车做的不是匀速圆周运动,我们仍使用了匀速圆周运动的公式,原因是向心力和向心加速度的公式对于高速圆周运动同样适用。汽车过桥问题,实质上是物体在竖直平面内做圆周运动,由于物体所受重力的大小mg及方向(竖直向下)恒定不变,因此当物体经过圆周上各个不同位置时,重力对物体做圆周运动的作用是不同的。此处可以引导学生分析竖直面内圆周运动在最高点和最低点以外的向心力的来源。 ●火车转弯的问题展示火车沿直线运动情况,火车车轮的特殊结构。 问题1:请根据你了解的以及你刚才从图片中观察到的情况,说一说火车的车轮结构如何?轨道结构如何?车轮内侧轮缘半径大于车轮半径,轨道将两车轮的轮缘卡在里面。 问题2:火车在平直的轨道上匀速行驶时,所受合力如何? 问题3:如果轨道是水平的,火车转弯时火车做曲线运动,所受外力怎么样? 问题4:如果轨道是水平的,火车转弯时,做曲线运动,需要的向心力由哪些力提供呢? 问题5:火车的质量很大,行驶的速度也不很小,如此长时间后,对轨道和列车有什么影响? 问题6:如何改进才能够使轨道和轮缘不容易损坏呢?提示:从分析向必力的来源着手。 设计:使路面向圆心一侧倾斜一个很小的角度,使外轨略高于内轨,这样,重力和支持力的合力提供了向心力,外轨就不受轮缘的挤压了。再次展示火车转弯时候的图片,提醒学生观察轨道的情况。 总结:1、如果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、如果根据R和火车行驶速度v适当调整内外轨道的高度差,使转弯时所需要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供,这样外轨道就不再受轮缘的挤压了。 问题7:当轨道平面与水平面之间的夹角θ和转弯半径R确定的时候,速度多大时轨道不受挤压? 问题8:如果火车实际行驶的速度大于此速度时,向心力应该由哪些力提供?如果小于此速度又怎么样呢?引申:公路转弯处路面的特点。 ●航天器中的失重现象就教材58页“思考与讨论”展开讨论。然后以绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船为例做些说明,当飞船距地面高度为一、二百千米时,它的轨道半径近似等于地球半径R,航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重,除此之外,他还可能受到飞船座舱对他的支持力FN,引力与支持力的合力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力。当时,座舱对航天员的支持力FN=0,航天员处于失重状态。 总结: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。此处观看1分钟视频。说明:因为在下一章《万有引力与航天》中对此类问题有更详细的阐述,所以在此处仅作简单介绍,使学生简单了解。 (三)巩固练习 针对“汽车过桥”和“火车转弯”分别设计两道例题,再做两道拓展习题。 (四)课堂小结 请同学来完成,再进行适当补充。 (五)布置作业五、板书设计 《生活中圆周运动》说课稿3 尊敬的评委、老师们: 大家好! 今天我说课的内容是《生活中的圆周运动》。 本次说课我将分为六个部分。 一、教材分析 本课是人教版(必修2)第五章的第7节,本节是圆运动的应用课,内容丰富,教材中每个例子的选择都各有特长,很有代表性:铁路的弯道是分析水平面上的匀速圆周运动;拱形桥和凹形桥是分析竖直面上的非匀速圆周运动;航天器中的失重现象研究失重问题;离心运动则研究向心力不足时物体的运动趋势。 跟据学生实际情况,本节内容将安排两课时,本课只研究前两部分内容。前两个部分中的铁路的弯道分析,也会放在先分析汽车在水平路面转弯之后进行。这样做的目的是为了让学生的探究从易到难。 学习本节内容既能进一步巩固学生学习过的受力分析、牛顿第二定律,向心加速度、向心力等知识,又能增强物理知识与日常生活、宇宙开发的联系,同时激发学生学习物理的兴趣、培养学生爱科学、学科学、用科学的思想热情。 二、教学目标 依据教学大纲的要求,本节课与生活紧密联系的特点,我制定如下教学目标: (一) 知识目标 1. 进一步加深对向心力的认识,会在实际问题中分析向心力的来源。 2. 学会分析圆周运动方法,会分析拱形桥、弯道等实际的例子。 3. 通过对几个圆周运动的事例分析,掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法。 (二) 能力目标 培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力,提高学生概括总结知识的能力。 (三) 情感态度与价值观 通过向心力在具体问题中的应用,培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。体会圆周运动的奥妙,培养学生学习物理知识的兴趣。 三、教学重点、难点 如何正确认识向心力的来源是教学中的重点与难点。 学生常常误认为向心力是一种特殊的力,是做圆周运动的物体另外受到的力。如何正确认识向心力的来源,是解决实际问题的关键。在教学中应充分重视这一点,因此,分析向心力来源既是本节的重点又是本节的难点。 在教学中我会注意通过多分析实例使学生获得正确认识。抓住先分析物体所受的力(受力分析),再分析向心力的来源。 四、教法、学法 教法:本节课主要运用的教学方法有图示法:利用图片、影片、示意图等,使本课内容更直观、形象、简洁的展现给学生。问题发现法:通过设问方式,激发学生探究动力。情景教学法:通过创设生活情景,培养学生学习的兴趣。 学法:学生在学习过程中,主动探索、积极参与;通过独立思考、分组讨论的方式,找寻规律,寻找解决问题的思维和方法。 在整个教学过程中,充分体现“教师主导,学生主体”的现代教育理论 五、教学过程 为了较好的落实三维目标,首先通过视频播放学生感兴趣的赛车事故,让学生观察、思考,激发学生的求知欲。在观看视频过程中,提问使学生注意,最容易发生事故的位置在哪些路段。 然后引入本课所研究的两种生活模型:水平面内的圆周运动和竖直平面内的圆周运动的分析。 (一)水平面内的圆周运动 汽车在水平弯道转弯 通过这一部分的学习,主要让学生知道,物体做圆周运动必然需要向心力,并学会如何从具体的问题中去找出向心力。从而得到解决问题的一般方法。并将得到的一般方法应用到接下来的探究过程中。 火车转弯 通过观察视频、图片 自主探究—火车在水平轨道转弯 有何弊端? 如何改进? (二)竖直平面内的圆周运动 引导学生思考? 1、汽车在水平路面匀速行驶或静止时,在竖直方向受力如何? 2、如果汽车在拱形桥顶点静止时,桥面所受压力如何? 3、如果汽车在拱形桥上,以某一速度V通过最高点时,桥面所受压力又如何? 通过层层递进的问题,使学生的思维活动不断深入。培养学生的发散性思维。 分析完汽车以一速度V通过拱形桥顶点时,桥面受压力之后,接下来转换情景,让学生独立在草稿纸上分析汽车以一速度V通过凹形桥最低点时,桥面所受压力情况。 为进一步扩张学生视野,引导学生思考,生活中的桥梁为什总是建成拱形桥,而凹形桥却很少呢?并将这一部分知识与必修一所学的超重与失重联系起来。 扩展练习 1、分析汽车以一定速率通过倾斜弯道时向心力的来源。 2、分析游乐场中“过山车”通过最高点时人对座椅的压力又怎样? 最后共同探讨课书上的思考与讨论:把地球看成一个巨大的拱形桥,汽车的速度达到多大时与地面的压力为零? 六、板书设计 本课的板书,主要板书了两种生活中圆周运动重要模型的受力分析,以及向心力的来源。这样的板书,简洁,直观。使本课的重点一目了然。第四篇:教学设计生活中的圆周运动
第五篇:《生活中圆周运动》说课稿