课外读物教案教学设计导入整理

匀速圆周运动的实例分析

教师：铜梁二中 王义康

一、教学目标

1、知道向心力是物体沿半径方向所受的合外力提供的。 2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。 3、会在具体问题中分析向心力的来源，会根据分析圆周运动问题的步骤进行有关计算。

二、重点、难点分析

1．重点：向心力的来源。

2．难点：按照匀速圆周运动问题的分析步骤对具体的问题进行分析、解决。 三、教具

1．一根细绳系着盛水的透明小桶；

2．课件演示、动画演示

四、主要教学过程

(－)引入新课

复习提问1：上节课我们学习了匀速圆周运动以及向心力。当物体做匀速圆周运动时需要向心力，这个力的大小如何计算？方向如何？向心加速度的大小如何？方向如何？

(请学生回答，然后点评。) 提问2：做匀速圆周运动的物体需要向心力的作用，如何理解向心力？

引导学生回答：

a：向心力是按效果命名的力

b：向心力可以由某个力,某个力的分力或者几个力的合力来提供.

特别强调：

c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外的作用力外，还要受到一个向心力的作用.向心力它只是其他力在指向圆心方向的合力!!!

引入：通过前面的学习我们已经掌握了有关向心力的公式和解决问题的基本方法，本节课我们将对平时生活中的一些典型的事例进行分析，找出解决匀速圆周运动问题的分析方法和解题步骤。

(二)教学过程设计

1、对课本P88的思考与讨论进行分析：（课件演示分析过程）

2、提出解决匀速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；

注意：以指向圆心方向为正方向

vF合maF心m结合

（4）用牛顿第二定律 r2 匀速圆周运的特点列方程求解。

3、下面，我们就根据这个步骤对我们平时生活中的一些实例进行分析：

提出问题：为什么平时我们所见到的桥都是拱桥，而不修成平桥或者凹桥呢？这中间有什么科学依据呢？我们现在来分析一下。

例1、汽车过拱桥问题

质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥，求汽车在桥顶时对路面的压力是多少？

（先让同学们讨论联系，然后请一位同学按步骤分析，教师通过课件逐步演示，最后点评）

另外，提出问题，通过桥顶的速度V太大，会发生什么现象。然后引导学生得出结论，如果汽车要安全通过拱桥，速度不能大于

拓展：汽车以相同的速率v通过半径为r的凹型桥面，求汽车在最底部时对桥面的压力是多少？

（让学生按照刚才的步骤分析得出结论）

引导学生对三种桥面受到的压力进行比较，得出结论（通过课件展示）

例二：水流星问题

演示录象，杂技表演“水流星”

设计问题：一根绳子系者一个盛水的杯子，演员抡起绳子，杯子就在竖直面内做圆周运动，到最高点时，杯口朝下，但杯中的水不会流下来，为什么呢？

引导学生对最高点杯中的水的受力情况进行分析，然后得出结论：（课件展示结论）

留下思考题：学生课后分析杯中的水在最低点的受力情况？

刚才，我们对竖直面内的圆周运动进行了分析，下面我们再来看一下水平面内的匀速圆周运动：

例三、圆锥摆问题[水平面内的匀速圆周运动]

（动画演示何谓圆锥摆，以及在运动中的受力情况）

提出问题：

小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。

（学生先自己分析计算，然后请一位同学讲解自己的分析过程，教师点评并通过课件演示）

研究完圆锥摆运动后，我们再来分析有关火车转弯的圆周运动问题。

例四、火车转弯问题（课件演示）

（1）

火车在平直的轨道上行驶时，所受合外力为0。

（2）

转弯时需要力来提供向心力，如果转弯处内外轨一样高，外侧车轮就会挤压外轨，使外轨发生形变，从而获得一个向内的弹力，来提供所需要的向心力。但是，由于火车的质量非常大，靠这种方法获得向心力，车轮和车轨之间的作用力非常大，极容易损坏铁轨。（一边分析一边课件演示）

那么，怎样解决这个问题呢？？

（3）

如果在转弯处外轨略高于内轨，支持力N就不再竖直，而指向内侧，它和重力的合力指向圆心，这样借助地面的支持力就减轻了车轮对铁轨的挤压。

在修筑铁路时，要根据弯道的半径和规定速度适当选择内外轨的高度差，使火车转弯时所需的向心力完全有支持力N和重力G提供，这样，外轨就不再受车轮的挤压了。

课后思考练习：

设车轨间距为L，转弯半径为R，质量为M的火车运行速度为V，假如你是工程师，你来设计内外轨的高度差为多少。

（三）小结

通过本节课我们对一些典型的匀速圆周运动实例的分析,我们找到了分析匀速圆周运动问题的方法: 分析和解决匀速圆周运动问题,最关键的是受力分析后弄清楚向心力的来源,然后按照我们得出的分析步骤得出结论.

（四）巩固练习

P91练习六: 1-3 作在书上 4-5 作业本上 预习第7节