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1、圆周运动（渗透法制教育教案） 盘县华夏中学物理组熊双喜【教学目标】1、知识与能力 在变速圆周运动中,能用向心力和向心加速度的公式求最高点和最低点的向心力和向心加速度。培 养综合应用物理知识解决问题的能力。 会在具体问题中分析向心力的来源。 掌握应用牛顿运动定彻解决匀速圆周运动问题的般方法，会处理水平而、竖宜而的问题.2. 过程与方法通过向心力的实例分析，体会向心力的来源，并能结合具体情况求出相另的物理量。尖注匀速圆周运动 在生活生产中的应用。3、情感态度与价值观通过解决生活、生产中圆周运动的实际问题，养成仔细观察、善于发现、勤于思考的良好习惯，通过教 师的引导，让学生知道超速行车对自己和社会的
2、危害，增强学生的安全虑识和法律意识【教学重虫】1、拿握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有尖的几个公式2、能用上述公式解决有尖圆周运动的实例【教学难点】理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力捉供的，而不是种特殊的力。【教学过程】一、引入新课教师活动：复习匀速圆周运动知识点（提问） 描述匀速圆周运动快慢的各个物理量及其相互尖系。 匀速圆周运动的特征？合力就是向心力5产生向心加速度只改变物体速度的方向，方向始终指向圆心；22?rv42F?m?mrw?m: rT速度人小不变，方向时刻改变：22?rv4:a?rw? arT加速度人小不变，方向时刻改变；大小： 匀速圆周运动的物体力学特
3、点合力是向心力，向心力是怎样产生的？分析以下几种情况的受力学生汹动：思考并回答问题。教师活动：倾听学生的回答，点评、总结。导入新课：学以致用是学习 的最终目的，在生活中有很多的圆周运动。课件展示：赛车转弯、过山车、航天员（学习目标本节课通过几个具体实例的探讨来深入理解相尖知识点并学会应用。二、新课教学水 平面内的匀速圆周运动（火车转弯问懸）（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：请根据你所了解的以及你刚才从图片中观察到的情况，说说火车的车轮结构如1问 题何？轨道结构如何？（轨道将两车轮的轮缘卡在里面。）：如果内外轨样高，火车转弯时做曲线运 动，所受合外力应该怎样？需
4、要的向心问题2力有那些力扌是供。：火车的质量很人，行驶的速度很人，如此长时间后，对轨道和列车有什么影 响？问题3铁轨对火车竖直向上的如何改进才能够使轨道和轮缘不容易损坏呢？（当内外轨样高时， 支持力和火车重力平衡向心力由铁轨外轨的轮缘的水平弹力产生.这种情况下铁轨容易损坏.轮缘也容易 损坏）探究活动：再次展示火车转弯时候的图片，提醒学生观察轨道的情况。和重力的合力可以提供向 当外轨比内轨高时，铁轨对火车的支持力不再是竖肖向上，分析：铁轨可以减轻轨和轮缘的挤压。最佳 情况是向心力恰好由支持力和重力的合力提供，心力，的内、外轨均不受到侧向挤压的力.如图所示火车受到的支持力和重力的合力的水平指向圆心
5、，受力分析：成为使火车拐弯的向心力.2VormgtanO =m动力学方程：根据牛顿第二定彳社得vo是使内外轨均不 受力的最佳速度.是转弯处轨道的半径，其中r2Vo=（3）分析结论：解上述方程可知rgtan 0vo、可见，最佳情况是由r、0共同决定的.当火车实际速度为v时，可有三种可能，V0时，内外轨均不受侧向挤压的力：当二VO时，外轨受到侧向挤压的力（这时向心力增人，外轨提供部分力）当；V>vo时，外轨受到侧向挤 压的力（这时向心力减少'内轨提供部分力）vv.当教师提问：那么如果汽车是在水平公路上拐弯时，做周运动的向心力又是由什么力提供的呢?学生思考后可以得到：此时的向心力是由静
6、摩擦力提供教师：因为静摩擦力有一个最大值，即最大静摩擦，如果汽车转弯时速度过（即摩擦力不足以那么它做圆周运动所需要的向心力就会超过最大静摩擦大，现在汽车将怎么运动?提供向心力）学生思考与讨论后可以得出：此时:气车扌各向弯道州则滑行，就会冲出弯道汽车冲出路面，就会造成很多交通事故，对他人和自身的生命财产安全都所以同学们以后骑车或是开车的时候一定不能超速行会造成不可估量的损失，驶，走路的同学也尽量别走弯道的夕M贝IJ,规定火车通过这里的速1.435m铁路转弯处的圆弧半径是1435m,内外轨的间距为例1：度是72kiii4i,内外轨的高度差应为多少才能使轨道不受轮缘的挤压？从力的角度看其特点是合外力
7、的 方向定在水平方总结：物体在水平面的匀速圆周运动，至少再受到个力，才有可能使物向上，由于 重力方向在竖直方向，因此物体除了重力外，体产生在水平面匀速圆周运动的向心力还有哪些实例和 这模型相同？自行车转弯，高速公路上汽车转弯、思维拓展极其应用：特技摩托农演（视频简单演 示）等等.（二）竖直平面内的圆周运动（最高点和最低点）平宜桥）通过提问，引导学生进入状态。展示图片拱形桥凸形桥（如果汽车1问题：如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖胃方向上受力如何？在拱形桥顶点 静H：时，桥而受到的压力如何？通过拱形桥的最高点的时候，桥而受到的压v问题2：如果汽车在拱 形桥上，以某速度力如何？引导学生分析
8、受力情况，并逐步求得桥面所受压力。问题3：根据上式，结合前而的问题你能得出什么结论？哗A.汽车对桥面的压力小于汽车的重力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，当达到某速度时，汽车对桥面完全没有压力，汽车“飘离”桥面。问题5：如果汽车的速度比临界更大呢？汽车会怎么运动？汽车以人于或等于临界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？P.问題8：前而我们曾经学习
9、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？总结：物体在竖直面的圆周运动，要求掌握的是在最高点和最低点的情况，从力的角度看：重力可以提 供同物体除了重力外，还必须受到个竖直向上的压力.在最高点，在最低点-ivovrg =m, mg心力，即 or根据在最高点是最高点的临界速度:可以是最大值/也可以是最小值）Vo接触物体的特点，可能再提供竖直向上的力，也可能再提供竖直向下的力”要具体情况具体分析。教师：因为现在，骑摩托车和电动车上学的同学很多”大家思考一下，如果我们骑车 速度过快通过拱形桥的时候会岀现什么情况?学生：车会飞起来教师:那么我们骑车的同学是靠什么来控制这个车的呢？如果这个车在天上飞了，你还能让他拐弯或者减速吗？学生：通过思考和讨论，可以得岀结论，之所以能控制车，是因为有车轮了地面的摩接力，如果汽车飞起来了 ”那么就无法控制汽车或摩托车了。教师：不能控制车的话，那将是很危险的 并且我们的路面并不是完全的平直的,很多看上去很平的路面其实也会有突出 或是凹陷的地方，就相当于很多拱形桥或凹形桥，如果骑车速度过大，那么 我们的车很可能就会离开地面，不受控制，很容易撞伤或是撞死自己和别人， 对我们的生命财产安全带来极大地威胁，所以我们一定要遵守交通法律法 规，不能超速行驶！