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1、 课 时 教 案第 六 单元 第 4 案 总第 案课题： 6.4 生活中的圆周运动 2020年 月 日教学目标 核心素养物理观念：了解什么是离心运动，知道物体做离心运动的条件 科学思维：会分析具体问题中向心力的来源科学思维：能用匀速圆周运动的规律分析、处理生产和生活中的实例科学思维： 教学重点1. 具体问题中向心力来源的分析2. 用匀速圆周运动的规律分析、处理生产和生活中的实例3. 教学难点1. 向心力的来源及理解2. 用匀速圆周运动的规律分析、处理生产和生活中的实例3. 高考考点课 型新授教 具教 法教 学 过 程教学环节教师活动预设学生活动预设复习引入：1什么是圆周运动，如何描述圆周运动；
2、2怎样求解向心力，如何处理变速圆周运动。生活中我们经常会见到做圆周运动的物体，如汽车、火车转弯，过拱形桥或凹形桥等，今天我们运用圆周运动的规律来分析以上问题。一、火车转弯问题1.火车车轮有什么特点？2.水平轨道上行驶的火车受到几个力的作用？3.转弯处的火车受几个力的作用？弯道和平直轨道有和区别？学生阅读课本P35内容，回答问题。教学环节教师活动预设学生活动预设教师引导：平直轨道匀速行驶时，火车所受合力为零；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，火车转弯时是如何获得向心力的呢？需增加一个向心力(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。挤压的后
3、果会怎样? 学生阅读课本后回答：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，轨缘也容易损坏问题：如何来解决这一问题呢？教师对学生的回答点评，作出受力示意图，结合运动情况分析各力之间的关系。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注意强调说明：向心力是水平的向心力由火车重力mg和轨道的支持力Fn共同提供。轨道与水平面倾角为，则得： ，由于很小，所以可近似为： 化简得： 其中r为转弯半径。速度过大时易损坏外轨，过小时易损坏内轨。阅读课本P36思考与讨论，回答问题，教师点评。二、汽车过拱形
4、桥交通工具过拱形桥时的运动可以看做圆周运动，假设一质量为m的汽车在拱形桥上以速度t行驶，若桥面的圆弧半径为R，也可以先让学生画出受力图，投影展示点评。根据计算结果，学生回答：实际的铁路上为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?教学环节教师活动预设学生活动预设试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力独立画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力学生代表发言，教师点评总结。由在最高点汽车对桥面的压力 可知速度越大汽车对桥面的压力越小。例1半圆形光滑凸面轨道，半径为r,顶端放一物块，质量为m现给物块一速度 ，求物块落地的位置。三、凹形路面如图，一辆汽车通过“过水路面”，试分析车对地面的
5、压力与车速之间的关系。分析受力，由向心力公式可得： 所以车速越大对地面的压力越大，故汽车过凹形路面时要减速行驶。R1R2例1.一辆车通过起伏路，轮胎有些旧，以恒定速度行驶时最易爆胎的地方在哪里？例2飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径r=180m的圆周运动，若飞行员的质量m=72kg，飞机经过最低点时的速度v=360km/h，求这时飞行员对座椅的压力。阅读课本P36内容，回答教师问题。学生讨论完成。学生独立完成，教师适当点评。教学环节教师活动预设学生活动预设例：一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10ms2求： (1)若桥面为凹形，汽车以20ms
6、的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大? (2)若桥面为凸形，汽车以l0ms的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大? (3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力解：(1)汽车通过凹形桥面最低点时，在水平方向受到牵引力F和阻力f在竖直方向受到桥面向上的支持力N1和向下的重力mg，圆弧形轨道的圆心在汽车上方。可得： 代入数据得 (2)汽车通过凸形路面时，最高点竖直方向受到桥面向上的支持力N2和向下的重力mg，圆弧形轨道的圆心在汽车下方。可得: 代入数据得 (3)设汽车的速度为vm，当压力为零时，汽车重力提供向心力。得： 代入数据解得： 阅读课本P37思考与讨论内容，回答相关问题
7、。由此引入航天器中的失重现象。四、航天器中的失重现象学生阅读课本P37相关内容，完成下面问题。假设宇宙飞船质量为M，它在地球表面附近绕地球傲匀逮圆周运动，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上的重力试求座舱对宇航员的支持力此时飞船的速度多大?通过求学生完成，教师点评反馈。教学环节教师活动预设学生活动预设解你可以得出什么结论?（答案： 航天员处于完全失重状态）注意纠正：航天器离地球太远，拜托了地球引力的错误认识。五、离心运动如图示，如果圆盘转速逐渐增加，会发生什么现象？为什么会发生这种现象呢？1.定义：做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时，将做逐渐远离圆心的运动，此种运动叫离心运动。2.条件：(1)向心力突然消失(2) 供需不平衡导致的结果。3.应用和危害学生阅读课本P38内容，了解日常生活中的应用和危害，如何有效避免等。小结：学生分析完成，教师点评。
