教学设计生活中的圆周运动[精选5篇]

第一篇：教学设计生活中的圆周运动

《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

第二篇：《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

第三篇：《生活中的圆周运动》教学设计与反思

《生活中的圆周运动》教学案例 【教学目标】

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． 教学重难点

重点：分析具体问题中向心力的来源． 难点：离心运动现象的理解． 教学手段

Powerpoint演示文稿． 教学过程 导入新课

教师展示生活中的圆周运动实例的图片，引人新课． 学生观察思考，逐步进人学习状态．

复习问题物体做圆周运动需要向心力的作用，向心力的来源是怎样的呢？ 学生思考，集体回答．

教师生活中有很多物体在做圆周运动，它们的向心力是由哪些力来提供呢？这节课 我们结合生活中一些具体的问题来分析向心力的来源问题． 板书第八节生活中的圆周运动 进行新课

一、火车转弯

教师展示火车图片．火车沿直线运动的情况 学生分析火车车轮的特殊结构． 教师提问

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，轨道的结构如何． 学生

思考讨论，分析得出结论：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1火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受的合力如何？ 学生火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受的合力等于零．

教师展示火车转弯行使的图片，并提示学生注意观察火车的运动情况． 问题2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？ 学生观察思考，讨论分析．

个别学生回答轨道水平时，重力和支持力，轨道对轮缘的支持力，以及向后的摩擦力． 问题3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来提供呢 学生交流，分析问题

个别学生回答应该由火车轮缘所受的向里的支持力（即：轨道时它的侧压力）来提供． 问题4大家知道，火车质量很大，行驶速度也不是很小，如此以来，长时间后，轨道会怎么样呢？

学生讨论后回答如果靠这种方法获得向心力，轮缘与外轨的相互作用力会很大，长期以来，轨道就会受到损坏．

问题5如何来改进，才能够使轨道不容易损坏呢？提示：从分析向心力的来源着手． 学生交流，得出结论．

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．

在转弯处使外轨略高于内轨，重力和支持力的合力提供了向心力，这样，外轨就不受轮缘的挤压了．

教师展示（1）火车转弯时候的图片，提醒学生观察轨道的情况．（2）火车转弯时的受力图，强调轨道支持的方向． 板书：火车受力图如图，列方程得出向心力的表达式．

教师总结（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6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？

学生讨论求解，得出结果．．

问题7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？

学生归纳总结，交流讨论，得出结论．

教师大家在课余时间可以深入讨论一下，公路转弯处路面的特点．

例题1如图所示，半径为R的球壳，内壁光滑，当球壳绕竖直方向的中心轴转动时，一个小物体恰好相对静止在球壳内的P点，OP连线与竖直轴夹角为θ．试问：球壳转动的周期多大？

解析小物体受重力mg和球壳支持力N的作用：重力竖直向下，支持力垂直于球壳的内壁指向球心O，它们的合力沿水平方向指向竖直转轴，大小为mgtanθ；小物体在水平面中做圆周运动，圆半径为r=Rsinθ，设球壳转动的角速度为w，则小物体做圆周运动的运动方程为 mgtanθ=mw2Rsinθ，得． 由，可知球壳转动周期为． 点拨（1）相对静止于球壳内P处的小物体做匀速圆周运动的向心力来源于重力mg和球壳对其支持力FN的合力．由力的平行四边形定则可确定其合力与分力间的关系．

（2）小物体所受的合外力（即向心力）的方向与向心加速度方向相同，垂直于转轴指向轨道圆心O’而不是指向球壳的球心O．

问题讨论使球壳绕竖直方向的中心轴转动的角速度增大或减小，当小物体仍与球壳相对静止时，这一相对静止点P将在球壳内发生怎样的位置变化？试就该题的计算结果加以讨论．

二、汽车过拱桥

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？ 学生分析得出：重力G和地面的支持力FN，并且二者平衡，如图．

教师如果是拱形桥呢？汽车以某一速度通过桥的最高点的时候，桥面受到的压力如何？ 教师展示汽车通过拱桥的图片，让学生有感性认识． 板书

二、汽车过拱桥

教师引导学生分析受力情况：当汽车在桥面上运动过最高点时，重力G和桥的支持力FN在一条直线上，它们的合力是使汽车做圆周运动的向心力F向．

教师展示图，引导学生明确研究对象，分析受力情况，利用牛顿第二定律解决问题． 分析过程

（1）分析汽车的受力情况；（2）找圆心；

（3）确定F合即F向心力的方向；（4）列方程．

学生活动列方程，得出结论． 汽车对桥面的压力

教师提问根据上式，你能够得出什么结论？ 学生讨论分析，得出结论：

1．汽车对桥面的压力FN小于汽车的重力G；．

2．汽车行驶的速度越大，汽车对桥面的压力越小．

教师试分析如果汽车的速度不断地增大，会有什么现象发生呢． 学生分析、讨论交流，个别学生总结． 板书

1．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，汽车就“飘离”桥面．

教师提问如果汽车的速度比这个速度更大呢？汽车会怎么运动呢？

提示学生分析，汽车此时受力怎么样？速度方向怎么样？速度和加速度方向如何？ 学生思考分析，讨论． 教师总结并板书：

2．汽车以大于或等于v0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v，因此汽车将做平抛运动．

教师提问如果桥面是凹下去的凹形桥，汽车行驶在最低点时，桥面受到的压力如何呢？ 学生根据上面分析拱形桥的思路，自己分析汽车通过凹形桥时对桥面的压力，此时压力和汽车的重力比较，谁大？速度变化时，压力怎么变呢？ 个别学生到黑板上板书：

凹形桥上最低点，汽车竖直方向受力如图所示，汽车对桥面的压力 教师展示图片，如图，辅导其他学生分析问题． 对学生所做的分析和求解过程进行评价．

教师前面我们曾经学习过超重和失重现象，那么对两种情况来看，在拱形桥的最高点，和凹形桥的最低点，汽车分别处于哪种状态呢？

学生回想前面的知识，回忆超重和失重现象的知识，分析问题． 教师引导学生分析问题得出结论：超重和失重现象不只发生在竖直方向运动的物体上．只要有竖直方向的加速度就会有超重、失重现象，而与速度方向无关． 教师展示例题2，引导学生明确题意．

例题2如图所示，汽车质量为1.5×104kg，以不变的速率先后通过凹形桥和拱形桥，桥面半径为15m，如果桥面承受的最大压力不得超过2．0 × 105N，汽车允许的最大速率是多少？汽车以此速率通过桥面时对桥面的最小压力应该是多少？

教师提问汽车在何处受到的支持力大？受力如何？做圆周运动的圆心在哪里？ 学生认真思考，分析讨论． 解

在最低点时，汽车受到的支持力大于重力，在最高点时所受的支持力小于重力，所以在计算时应该以最低点为标准计算．（1）在最低点，受力如图，由牛顿第二定律可知 ∴

解得v≤7．07m／s.（2）在最高点时，汽车受支持力最小，为FN2，如图所示，由牛顿第二定律有 ∴ 解得FN2＝1.0×105N． 教学说明

上述过程中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、航天器中的失重现象

教师提问火车转弯，汽车过拱桥，都属于圆周运动的一部分，我们根据受力以及牛顿定律分析，明确了它们的情况，宇宙飞船也是做曲线运动，可以看成圆周运动的，那么飞船和舱内的宇航员受力情况怎么样呢？展示图片，太空中飞行的宇宙飞船． 板书

三、航天器中的失重现象 学生阅读课本，思考讨论

问题1绕地球做匀速圆周运动的飞船中，宇航员是否受力？ 学生分析受力情况，得出结论． 问题2航天员受力：FN=0时，v=？

学生回答当FN=0时，速率，此时宇航员处于完全失重状态 教师展示录像片，运转中的宇宙飞船，其中宇航员的状态． 学生观看录像片，加深对航天员处于完全失重状态情形的认识．

四、离心运动

教师物体做圆周运动时，如果某一时刻，充当向心力的力突然消失，物体将会怎么样呢？这就是我们下面要学习的离心现象．播放录像片，提示学生，认真观察现象． 学生1．观看录像片，观察离心现象，思考其中的规律． 2．学生看书，总结规律． 板书

四、离心运动

问题1．什么是离心运动？ 2．离心运动的应用有哪些？ 3．离心运动的危害与防止． 学生分析总结，个别学生回答． 跟踪练习1 作业设计补充习题第（l）题．

1．向心力是按效果命名的，它可以是重力、弹力或摩擦力，也可以是这些力的合力或分力所提供．

2．静摩擦力是由物体的受力情况和运动情况决定的． 问题讨论

有的同学认为，做圆周运动的物体有沿切线方向飞出的趋势，静摩擦力的方向应该与物体的运动趋势方向相反．你认为他的说法对吗？为什么？ 跟踪练习2 作业设计补充习题第（4）题．

点拨①本题虽是竖直平面内的圆周运动，但由题述可知是匀速率的而不是变速率的． ②题目所求A对杆的作用力，可通过求解杆对A的反作用力得到答案．

③A经越最高点时，杆对A的弹力必沿杆的方向，但它可以给A以向下的拉力，也可以给A以向上的支持力．在事先不易判断该力是向上还是向下的情况下，可先采用假设法：例如先假设杆向下拉A，若求解结果为正值，说明假设方向正确；求解结果为负值，说明实际的弹力方向与假设方向相反． 问题讨论

①该题中A球分别以lm／s和4m／s的速度越过最低点时，A对杆的作用力的大小、方向又如何？

②上面的杆如果换成绳子，A能不能以lm／s的速率沿圆周经越最高点？A能沿圆周经越最高点的最小速率为多少？

③若杆能承受的拉力和压力各有一个最大值，怎样确定球A做匀速圆周运动的速率范围？ 教师活动对本节内容进行总结． 课堂小结 学生总结回答

1．物体除受到各个作用力外，还受一个向心力吗？ 2．对于火车转弯时，向心力由什么提供？

3．汽车通过凹形或凸形拱桥时对桥的压力与重力的关系如何？ 4．用向心力公式求解有关问题时的解题步骤如何？

（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径．

（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力．

（3）根据牛顿第二定律，以及向心力公式列方程．（4）解方程，对结果进行必要的讨论． 作业设计

1．课本P26第1、2、3、4题． 板书设计 教学反思

1.对于向心力的来源问题是学生学习过程中的难点问题．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．就如何正确认识向心力的来源，我在教学中注意通过多分析实例使学生获得正确认识．同时注意让学生明确：这里的分析和计算所依据的仍是普遍的运动规律—一牛顿第二定律，只是这里的加速度是向心加速度． 2.关于向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，这一问题，只是分析物体在特殊点（该处物体所受合外力全部提供向心力，无切向分力）的向心力和向心加速度．课本分析了汽车（代表物体）通过拱桥（凸形桥和凹形桥）顶点（最高点和最低点）时的力、速度、加速度等问题．汽车通过拱桥的运动过程是变速圆周运动，只分析车过顶点时的情况（这时汽车受的合外力在一条直线上，全部用来提供向心力），教学中没有再扩展分析一般情况下的变速圆周运动的问题，也没有提及切向分力和法向分力，以免增加触度，加重学生负担． 3.例题和练习的选择，我主要是围绕课本上两个示例方面选择适当的例子，从水平方向圆周运动（火车转弯类型）和竖直方向的圆周运动（汽车过桥类型）两类问题，使学生通过具体问题，明确向心力的来源问题．有些例题和练习，属于备用的，看课堂时间，以及学生掌握情况而定.

第四篇：5.7 生活中的圆周运动1教学设计

5.7“生活中的圆周运动1”教学设计

学校：陇南市武都区两水中学 教师：杨马荣

内容简介

圆周运动是最常见的曲线运动，与日常生活联系密切，教材浓墨重彩地描述了火车转弯、拱形桥、航天器中的失重现象、离心运动等日常生活中的圆周运动。本节课所展现的研究方法充分体现了圆周运动的基本研究思想，即“受力分析，供需平衡”，探究过程真正使学生体会了物理学之美——源于生活而高于生活。

目标定位

一、知识与技能

1.巩固向心力和向心加速度的知识； 2.会在具体问题中分析向心力的来源；

3.会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题。

二、过程与方法

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，提高分析能力；

3.通过对汽车过桥现象的实例分析，提高综合应用知识解决问题的能力；

三、情感、态度与价值观

养成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.设计思想

本教学设计以新课程的三维目标为依据，重视学生的探究过程，体现“以学生为主体，以教师为主导”的新型师生关系，强化情感、态度与价值观的教育，提高学生的科学素养。从生活中与圆周运动的相关视频、图片等素材入手，力图在教学中营造活跃、宽松的学习氛围，鼓励学生合作探究，为学生与学生、教师与学生的交流与合作创设更多的机会，也为教学活动中的“生成”搭建舞台。

教学流程

复习导入

1.向心加速度的公式：an=v=rω2=r(2)2.rT22.向心力的公式：Fn=m an= mv=m rω2=mr(2)2.2RT从“供”“需”两方面研究做圆周运动的物体 达到“供需”平衡 时物体做匀速圆周运动

导学案预习反馈： 【设计意图】

1、激发学生的学习兴趣

2、引导学生自觉发现问题、解决问题的能力

3、培养学生浓厚的学习兴趣

一、视频展示，创设情境

播放生活中的圆周运动视频，体验其中的乐趣。图片

【设计意图】1.创造一种轻松的课堂氛围，使学生能够在接下来的教学过程中积极参与；

2.埋下一个贯穿整个教学过程的伏笔。

二、身临其境，积极探索 【环节一】探究火车转弯问题

1、铁路的弯道

课件展示观察铁轨和火车车轮的形状.讨论与探究

火车转弯特点：火车转弯是一段圆周运动,圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面.受力分析，确定向心力（向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供）.缺点：向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供，由于火车质量大，速度快，由公式F向=mv2/r，向心力很大，对火车和铁轨损害很大.问题：如何解决这个问题呢？（联系自行车通过弯道的情况考虑）

事实上在火车转弯处，外轨要比内轨略微高一点，形成一个斜面，火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的.强调说明：向心力是水平的.F向= mv02/r = F合= mgtanθ v0=grtan

（1）当v= v0，F向=F合

内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力.(2）当v＞v0，F向＞F合时 外轨道对外侧车轮轮缘有压力.（3）当v＜v0，F向＜F合时 内轨道对内侧车轮轮缘有压力.要使火车转弯时损害最小，应以规定速度转弯，此时内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力.【设计意图】1.引导学生产生对火车问题的探究欲望，明确研究火车转弯问题的必要性，为接下来的探究做铺垫；

2.在观看的过程中也使学生体会物理学的作用和价值。

3.教师顺势提出今天研究的第一个课题火车的转弯问题——水平面内的圆周运动。

2.回归生活，深化探究

教师用多媒体展示火车车轮和铁轨的基本形状，并提出下列问题：（1）圆周运动平面是哪个？圆心在哪里？（2）由谁提供向心力？

学生思考：火车是在水平面内做圆周运动，所需向心力是由铁轨与车轮之间

v2的挤压力提供，并得到FMRM的结论。

R2教师用多媒体提出问题：

学生小组讨论和交流：1.如果按照多媒体展示的计算，火车车速是V时；2.根据向心力公式，要提高火车车速有三种方法，方案一：提高铁轨质量，增强铁轨的抗挤压能力；方案二：增大转弯半径；方案三：垫高外轨，使铁轨向内倾斜一定角度。

教师对三种方案进行分析：方案一：提高铁轨质量受技术制约，且成本太大，不是很理想；方案二：容易受地理环境的局限；方案三：比较合理。请一位同学在黑板上对按照方案三改装的转弯火车进行受力分析，F合=F，向=MgtanvgRtan 教师用多媒体提出问题：

如果火车的车速比正常情况下大或者小，向心力还是原来的大小吗？由谁来提供？如果车速比正常情况大又如何？车速过快将发生什么情况？

学生合作探究1：火车车速过慢将由内轮和铁轨的挤压力、重力以及铁轨对火车的支持力的合理提供向心力。车速过快则有外轮和外轨的挤压力、重力以及铁轨对火车的支持力提供向心力，车速过快，所提供的向心力不足，火车将发生脱轨翻车事故。

教师总结：向心力并不一定是由一个力提供，也可以有几个力的合力提供。在研究水平面内的圆周运动的时候我们应该遵循以下三部曲解题：

1.找“心脏”； 2.分析力； 3.列方程。

教师用多媒体展示真实的火车转弯情况，并向学生展示飞车杂技！设计意图：本环节通过对火车转弯问题的探究，使学生掌握水平面内的圆周运动的一般研究方法。在解决问题的过程中感受物理学的伟大和源于生活高于生活的美。

【环节二】汽车过拱桥问题

二、拱形桥

课件视频展示交通工具（自行车、汽车等）过凸形桥.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.通过分析，你可以得出什么结论？

画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力.思路：在最高点，对汽车进行受力分析，确定向心力的来源；由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力；由牛顿第三定律求出桥面受到的压力mv2FN′=G

R可见，汽车对桥的压力FN′小于汽车的重力G，并且，压力随汽车速度的增大而减小.当V大于临界速度（重力刚好满足所需向心力的速度）时，会发生生么么现象？ 学生合作探究2：学生讨论后由代表回答，最后师生共同总结。

2、过凹型桥

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还是小呢？学生自主画图分析，教师巡回指导.有一载重汽车和我们一起开着，晃晃悠悠的，我一直在担心一件事情，就是怕这辆载重汽车会爆胎。下面同学们思考一个问题，如果这辆载重汽车以不变的速度行驶，A、B两点哪里更容易爆胎？为什么？

学生分小组交流和讨论3：在B点更容易爆胎。如果在A点对汽车进行受力

mv2分析如下左图所示，再根据圆周运动公式可得：Nmg

r

如果在B点对汽车进行受力分析，如上右图所示再根据圆周运动公式可得：mv2Nmg

r教师：后来那辆载重卡车，果然如你们所预料的那样在凹的地方爆胎了。我们如果把刚才的凹凸路面理想化，建立起研究凹凸路面问题的一般模型，就完全可以把刚才研究凹凸路面的方法推广到研究整个竖直平面内的圆周运动，例如研究拱形桥问题等等。

教师提出问题：在上面的学习过程中我们已经对竖直面内的圆周运动有了初步认识，但是我突然发现了一个问题，在研究凹凸路面的时候汽车是否做匀速圆周运动？向心力公式是否仍然适用呢？如果不成立问题可就严重了。

学生思考：不是匀速圆周运动，但是向心力公式仍然适用，因为当时在推导向心力公式的时候就已经知道它具有瞬时性。

教师：这节课到现在为止，我们已经探究了研究水平面内的圆周运动和竖直面内的圆周运动，并分别得到了研究的方法，接下来同学们能不能总结一下研究圆周运动的一般方法。

学生思考总结：

处理圆周运动问题的一般步骤：

（1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径；（2）进行受力分析，画出受力分析图;（3）求出在半径方向的合力，即向心力；

v2（4）用牛顿第二定律Fnmm2r结合匀速圆周运动的特点列方程求

r解。

【设计意图】本环节通过对凹凸路面问题的探究，使学生掌握竖直平面内的圆周运动的一般研究方法，并通过感受建立模型的过程，使学生明白模型的重要意义。此外，通过对圆周运动一般研究方法的总结，使学生的总结方法的能力得到进一步提升。课堂小结

本节课中需要我们掌握的关键是：一个要从力的方面认真分析，搞清谁来提供物体做圆周运动所需的向心力，能提供多大的向心力，是否可以变化；另一个方面从运动的物理量本身去认真分析，看看物体做这样的圆周运动究竟需要多大的向心力.如果供需双方正好相等，则物体将做稳定的圆周运动；如果供大于需，则物体将偏离圆轨道，逐渐靠近圆心；如果供小于需，则物体将偏离圆轨道，逐渐远离圆心；如果外力突然变为零，则物体将沿切线方向做匀速直线运动.附：关于汽车过拱桥的视频模拟实验。知能演练

例题 1：如图所示，质量m＝2.0×104 kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20 m．如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N，则：

(1)汽车允许的最大速度是多少？

(2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g取10 m/s2)

2．关于列车转弯处内轨和外轨间的高度关系，下列说法中正确的是()A．内轨和外轨一样高，以防列车倾倒 B．因为列车在转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒

C．外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的挤压 D．以上说法都不对

3．当汽车驶向一凸形桥时，为了减小汽车对桥的压力，司机应()A．以尽可能小的速度通过桥顶 B．增大速度通过桥顶

C．以任意速度匀速通过桥顶

D．使通过桥顶的向心加速度尽可能小

【设计意图】

1、对所学知识加深巩固

2、培养学生解决问题能力

布置作业

教材“问题与练习”第1、2、3、4题.板书设计

5.7.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

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

v2拱形桥：FN=G-m

Rv2凹形桥：FN=G+m

R设计自评

本节课重点是圆周运动中向心力和向心加速度的应用，关键问题是要找出向心力是由谁来提供.圆周运动和生活密切相关，学生容易受到生活中的定势思维所干扰，对向心力分析不足，所以教学中列举了生活中大量的常见现象，并借助生活中的事例进行辨析，通过师生分析、论证从而得出了正确的结论.教有所思

通过本节课的学习，学生能在教师的引导下积极参与，进行猜想、思考、讨论。通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用科学、合理的方法处理问题，提高学生综合应用知识解决问题的能力，充分体验了物理学源于生活高于生活的艺术美。

第五篇：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l0.50m的轻质细杆OA，A端有一质量为m3.0kg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v1gL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810kg，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】：m0mgtan，tgsin vgr30m/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。