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1、离心运动学案离心现象及其应用教案设计 离心现象及其应用教案设计 设计思想本设计重视学生的学习过程，体现“以学生为主体，以老师为主导”的师生关系，设计特色是：通过生活中常见的物品制作成试验教具激发学生学习物理的爱好，强化了学生学以致用的意识以及合作探究实力和动手实力。教材分析本节内容是在学习了圆周运动的规律的基础上引入的，分析生产生活中的离心现象，关注圆周运动规律与生活的联系。是圆周运动的运动和受力关系的持续，其本质是依据牛顿其次定律写出供需方程，详细分析。学情分析1、学生的爱好：具有剧烈的新奇心。2、学生的学问基础：已经学习了圆周运动的向心力的有关学问。3、学生的认知特点：对生活中的离心现象有
2、所接触，但并不知道此现象产生的缘由与规律。三维目标（一）学问与实力：1、分析生产生活中的离心现象，知道离心现象的本质和发生的条件2、结合课本所分析的实际问题，知道离心现象的应用及防止（二）过程与方法：1、通过探究离心现象的过程，培育学生“科学思维和探究”的素养，促进学生物理核心素养的养成2、通过对离心现象的分析，提高学生综合应用物理学问解决实际问题的实力（三）情感看法价值观：体会学以致用的思想，感受物理与实际生活的紧密联系教学重点离心现象的本质和发生条件的分析教学难点对离心现象的理解及其利用和防止的实例分析教学方法问题导学法，启发式综合教学法学法指导自主学习，合作探究，展示沟通，将问题作为学问
3、构建的载体，把学生置于详细的有意义的实际问题中，引导学生通过自主学习，合作探究，展示沟通，生生互动，师生互动等方式获得新知，完成目标。教具打算三角板圆规、带线小球、离心转台、离心干燥器、打火机、自制仪器等各类演示设备 流程图 教学环节老师活动学生活动设计意图一、观看视频引入试验播放视频观看视频激发学生爱好，引入新课试验二、试验演示，设疑思索试验演示：转盘上的物块，转速慢时，一起做圆周运动，转速快时，会飞出去。建立模型:以转盘上的物块为探讨对象,转速慢时物块做圆周运动。问题一:物块做圆周运动时,谁供应向心力?问题二：为什么转速小的时物块没有滑出，转速大时物块会滑出？视察思索（作受力示意图）1、物
4、块受到的摩擦力供应圆周运动的向心力，即f=mr22、当较小时摩擦力足够供应物块做圆周运动的向心力，物块做圆周运动，不会滑出；3、当较大时摩擦力不够供应物块做圆周运动的向心力即fmr2，物块发生离心现象。问题诱导，理清思路合作探究，展示沟通一、分组试验探究：离心现象发生的条件（自制仪器）1.当外力不变，速度增大时的现象。2当外力变小，速度不变时的现象。3.当外力变大，速度不变时的现象。4.当外力消逝，速度不变时的现象。（烧断细绳） 问题三：离心现象发生的条件？得出离心现象的定义。分组合作，探讨探究沟通展示，相互点评做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向，它之所以没有飞去
5、是因为向心力持续地把物体拉到圆周上来，使物体同圆心的距离保持不变因此离心现象的本质是：惯性的体现：1.假如圆周运动的速度增大或供应向心力的合外力减小，使合力不足以将物体限制在圆周上，物体将做半径变大的圆周运动此时，物体渐渐远离圆心，会发生离心现象。2.当外力变大，速度不变时，合外力大于圆周运动的向心力，物体渐渐靠近圆心，做半径变小的圆周运动。3.一旦向心力突然消逝，物体就沿切线方向飞去，离圆心越来越远发生离心现象。当F=m2r时，物体做匀速圆周运动；当Fm2r时，物体渐渐远离圆心；当Fm2r时，物体渐渐靠近圆心；当F=0时，物体沿切线方向飞出。1.离心现象定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突
6、然消逝或不足以供应圆周运动所需的向心力的状况下，就会做渐渐远离圆心的运动，这种现象称为离心现象。合作探究，突破重难点 合作探究，展示沟通问题四：列举生活中有关离心现象的应用或防止的例子并分析产生的缘由。1.列举离心运动的应用实例(试验)：试验体会离心现象的应用(1)洗衣机的脱水筒(2)离心沉淀器（3）“棉花糖”（视频） 2.列举离心运动的防止实例：播放离心运动防止的视频（1）汽车拐弯时限速（2）高速旋转的飞轮、砂轮的限速学生小组探讨，列举事例。对实例试验操作，分析缘由1当脱水筒转得比较慢时，水滴跟衣服的附着力F足以供应所需的向心力，F使水滴做圆周运动。当筒转得比较快时，附着力F不足以供应所需的
7、向心力F，于是水滴做离心运动，穿过筒孔，飞出筒外。2.试管里的悬浊液沉淀较慢，为了加速沉淀，也可把试管装入离心机，利用离心运动的原理使其中的不溶微粒加速沉淀.3.内筒与洗衣机的脱水筒相像，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并快速冷却凝固，变得纤细洁白，像一团团棉花。 小组探讨，列举事例观看视频，分析缘由，防止措施。1.汽车、火车在转弯时若速度超过允许范围，就会因离心现象而造成严峻交通事故2.高速转动的砂轮，若转速过大，使构成砂轮的砂粒间的作用力不足以供应其所需的向心力，就会引起砂轮某些组成部分的离心现象
8、而造成事故 学以致用深化理解例：汽车在水平弯道转弯，已知弯道半径R=10m,汽车与路面间动摩擦因数=0.5.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，求汽车平安转弯的最大速度，并分析汽车沿内侧车道还是外侧车道转弯更简单发生离心现象.独立思索规范解答沟通展示相互点评学以致用巩固新知反思总结反思小结：1.要使原来做圆周运动的物体做离心运动，该怎么办？2.要防止离心现象发生，该怎么办？3.发生离心现象的物体受不受离心力？本节课有哪些收获？1、（1)提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力;(2)减小合外力或使其消逝。2、(1)减小物体运动的速度，使物体做圆周运动时所需的向心力减小;(2)增大合外力，使其达
9、到物体做圆周运动时所需的向心力。3、不受，发生离心现象的物体所受外力不足以供应做圆周运动所需向心力。学问归纳总结 活塞式抽水机和离心泵教学示例 活塞式抽水机和离心泵教学示例 （一）教学目的 1了解活塞式抽水机的原理和工作过程。 2了解离心式水泵的工作原理。 3了解抽水设备应如何选用。 （二）教学重点活塞式抽水机的原理。 （三）教学难点活塞式抽水机的抽水高度。 （四）教学过程 一、复习 1试验。一个瘦长的圆筒，用一个活塞插入筒中，活塞上安有提手，且把活塞推至远端，将筒插在水中，使活塞上提，水为什么跟着活塞上升？ 2活塞下的水面上升到多高时不再上升？（学生探讨并回答） 水面上升是由于受到大气压强的
10、作用。当活塞下的水柱压强等于大气压强时，水不再上升。由大气压的值可知，水柱的压强等于大气压强，即等于水银气压计内水银柱的压强时。水柱的高度大约是水银柱高度的13.6倍，即水柱的高度大约10米。 二、活塞式抽水机 这个试验有重要的好用价值。活塞式抽水机就是这个道理。 人类的生活到处离不开水，最多见的是农田浇灌、农村的食用水、工业生产用水等都须要从河里和地下才层抽取，所以抽水机是常用的设备。 抽水机的原理就是利用大气压强把水压上来，就如刚才的试验。问题是须要把水从活塞下面设法移到上面，这个问题是这样解决的。 1视察抽水机的模型。这是个抽水机的模型，我们把它的细管伸到水面下，提起活塞，水随活塞上升，
11、这是大气压的作用（边讲解边演示），反复上提活塞，水从活塞上边的出水管流出。 2我们来看看它的构造。抽水机的圆筒底部有一个阀门，它只能向上开启。活塞上也有一个阀门，也只能向上开启。大家再来视察它的工作过程（演示）。 3请大家看书第134页的图，并填好图旁的说明。 4活塞式抽水机的工作原理是利用大气压强，所以抽水高度是有限的。从理论上讲，当水上升大约10米高时，水柱产生的压强等于大气压强，要把水抽得再高些，大气压就无能为力了，必需改用离心式水泵。 三、离心式水泵 离心式水泵的主要部分是泵壳和壳内的叶轮（协作挂图），叶轮的机轴跟电动机相连。水泵起动前，须先在泵壳内灌满水，使壳内的空气排出。起动后，叶
12、轮在电动机的带动下高速旋转，泵壳里的水也随叶轮高速旋转。这样，由于水的惯性被甩入出水管内，叶轮四周的压强大大减小，大气压将低处的水压上来，推开底阀进入泵壳。如此循环下去，可以不断地把水抽上来并甩向高处。 离心式水泵的工作原理跟抽水机大体相同，都是大气压的作用。但是区分在于活塞式抽水机只是单一的大气压的作用，而离心式水泵是在抽水（大气压压水）的同时再用高速将水甩向高处。 离心式水泵中，靠大气压的作用将水吸上来的高度叫吸水扬程，高速旋转将水甩上去的高度叫压水扬程，二者之和是水泵的实际扬程。 四、选用最合适的设备 抽水设备种类许多，除了活塞式抽水机、离心式水泵外还有各种人力、畜力带动的水车，电力带动
13、的轴流泵、混流泵等等。但是选用什么样的设备还需依据所面临的任务，工作条件，设备的性能和价格等多种方面的因素综合分析。 活塞式抽水机构造简洁、造价低廉、修理便利，人工操作，但是出水量小、提水高度小。离心式水泵出水量大、提水高度大，但是价格昂贵，还需有配套的动力机械。请大家依据下列状况，分析安装什么样的设备合适？ 1大型农场有大片农田，要解决农田的浇灌，应选用_。 2农户用水需运用地下水，地下水层距地面大约5米，应安装_。 3一片农田需用河水浇灌，水面距河岸高约20米，应选用_，它应安装在_。 虽然有了抽水设备，也应留意节约用水，因为我国的水资源还比较惊慌。 五、作业 地球的运动导学案 1.3地球
14、的运动（第1课时）班级姓名一、学习目标1.地球自转和公转的方向、周期、速度。2黄赤交角的大小以及直射点的移动规律。二、自学预习-导读单（一）地球运动的的基本形式1、地球的运动包括和两种基本形式。附：在无限的宇宙空间中，地球只不过是沧海之一粟，它处在永不止息的运动中。地球的运动有多种形式，其中最显著的是自转和公转2、地球运动的基本状况地球运动绕转中心运动方向周期运动速度 自转 自向北极上空：南极上空：真正周期：叫恒星日，时分秒昼夜更替的周期叫太阳日时 注：理解恒星日和太阳的的区分线速度：由向递减(60度约为赤道一半)角速度:除南北两极点外到处，小时注:南北两极角速度和线速度是0 公转自向恒星年:
15、日时分秒近日点(月初)公转速度最远日点(月初)公转速度最注:平均角速度约1日,线速度约为30kms3.自转和公转的关系(1)黄赤交角:地轴和黄道面的夹角为(2)直射光线:垂直照耀地面的光线推断依据：光线沿长线过地球的球心，直射光线只有一条在图中找出直射光线？(3)直射点(直射光线和地面的交点)回来运动规律标出下面两图中ABCD四点的时间及节气? 圆周运动学案 A组一、选择题1假如把地球近似地看成一个球体，在北京和广州各放一个随地球自转做匀速圆周运动的物体，则这两个物体具有相同大小的是（）A线速度B角速度C加速度D周期2关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是（）A内、外轨一样高以
16、防列车倾倒造成翻车事故B外轨比内轨略高，这样可以使列车顺当转弯，减小车轮与铁轨的间挤压C因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒D以上说法均不对3时钟上分针的端点到转轴的距离是时针端点到转轴的距离的1.5倍，则（）A分针的角速度是时针角速度的1.5倍B分针的角速度是时针角速度的60倍C分针端点的线速度是时针端点的线速度的18倍D分针端点的线速度是时针端点的线速度的90倍4由于地球自转，位于赤道上的物体1与位于北纬60的物体2相比较（）A它们的线速度大小之比v1:v2=2:1B它们的角速度大小之比1:2=2:1C它们的向心加速度大小之比a1:a2=2:1D它们的向心加速
17、度大小之比a1:a2=4:15某圆拱桥的最高点所能承受的最大压力为4.5104N，桥的半径为16m，一辆质量为5.0t的汽车要想通过此桥，它过最高点的速度不得小于（）A16m/sB17.4m/sC12.6m/sD4m/s6汽车在水平地面上转弯，地面对车的摩擦力已达到最大值。当汽车的速率加大到原来的二倍时，若使车在地面转弯时仍不打滑，汽车的转弯半径应（）A增大到原来的二倍B减小到原来的一半C增大到原来的四倍D减小到原来的四分之一7在长绳的一端系一个质量为m的小球，绳的长度为L，能够承受的最大拉力为7mg。用绳拉着小球在竖直面内做圆周运动，小球到达最低点的最大速率应为（）ABCD8杂技表演中的水流
18、星，能使水碗中的水在竖直平面内做圆周运动，欲使水碗运动到最高点处而水不流出，应满意的条件是（）ABCD（n为转速） 二、填空题9如图所示的皮带传动装置中，左边是主动轮，右边是一个轮轴，RA:RC=1:2，RA:RB=2:3。假设在传动过程中皮带不打滑，则皮带轮边缘上的A、B、C三点的角速度之比是_；线速度之比是_；向心加速度之比是_。10雨伞绕竖直轴以角速度匀速转动，设雨伞伞面是水平的，距地面高为h，伞面的半径为R，落在伞面上的雨滴缓慢地流到边缘，雨滴从伞面边缘飞出后落到地面上形成一个大圆圈，则雨滴形成的圆的半径是_。 三、计算题11一架飞机在竖直平面内以200m/s的速度做半径为500m的匀
19、速圆周运动，一个质量为50kg的飞行员在最高点和最低点受到的座椅的压力各是多少大？ 12如图所示，长度为L=1.0m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为M=5kg，小球半径不计，小球在通过最低点时的速度大小为v=20m/s，试求：（1）小球在最低点所受绳的拉力；（2）小球在最低点的向心加速度。 13内壁光滑，两端封闭的试管长5cm，内有质量为1g的小球，试管一端装在水平转轴O上，在竖直面内绕O做匀速转动。已知转动过程中，试管底部受到小球压力的最大值是最小值的3倍，求转动的角速度。B组 1如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着
20、内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（）A球A的线速度必定大于球B的线速度B球A的角速度必定小于球B的角速度C球A的运动周期必定小于球B的运动周期D球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力2质量为m的小球用长为L的细绳悬挂于O点，在O点正下方处有一钉子A，把小球拉起到细绳成水平位置后释放，在悬绳遇到钉子的瞬间（）A小球的线速度突然增大B小球的角速度突然增大C小球的向心加速度突然增大D悬绳的拉力突然增大3如图所示，在光滑的水平面上放一个原长为L的轻质弹簧，它的一端固定，另一端系一个小球。当小球在该平面上做半径为2L的匀速圆周运动时，速率为v；当小球作半径为3L的匀速圆周运动时，速率为v
21、。设弹簧总处于弹性限度内，则v:v等于A:B2:3C1:3D1:4在某变速箱中有甲、乙、丙三个齿轮，如图所示，其半径分别为r1、r2、r3，若甲轮的角速度为1，则丙轮的角速度为（）ABCD5一个质量为m的小球固定在一根轻杆的一端，在竖直平面内做匀速圆周运动。当小球过最高点时，杆受到的压力，则当小球过最低点时，杆受到的为_力（填“压力”或“拉力”），大小为_。6在匀速转动的水平圆盘边缘处放着一个质量为0.1kg的小金属块，圆盘的半径为20cm，金属块和圆盘间的摩擦因数为0.2。为不使金属块从圆盘上掉下来，圆盘转动的最大角速度为_rad/s。7如图，细线的一端固定，另一端系着小球，小球在如图所示的
22、平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向的夹角为，细线长为l，小球的质量为m。求小球的角速度和细线所受拉力大小。 8如图所示，支架质量为M，始终静止在水平地面上。转轴O上悬挂一个质量为m的小球，细绳长度为L。（1）小球从悬绳处于水平常无初速度释放。求小球运动到最低点时地面对支架的支持力多大？（2）若使小球在竖直面上做圆周运动，到达最高点时恰使支架对地面无压力，那么小球在最高点时的速度多大？ 9如图所示的装置可以测量弹簧枪放射子弹的出口速度。在一根水平轴MN上相隔L安装两个平行的薄圆盘，它们可以绕水平轴MN一起匀速运动。弹簧枪紧贴左盘沿水平方向在水平轴MN的正上方射出一颗子弹，子弹穿过两个薄圆盘，并
23、在圆盘上留下两个小孔A和B。若测得两个小孔距轴心的距离分别为RA和RB，它们所在的半径按转动方向由B到A的夹角为（为锐角）。由此去计算弹簧枪放射的子弹的出口速度以及圆盘绕MN轴匀速转动的角速度分别是多少？ 圆周运动检测题参考答案13：2：3；1：1：2；3：2：62BD3C4AC52276D73.168C9D10ABCD11BCD12拉，1320rad/s143500N，4500N15D16R17，（2kp+f）k=0、1、218N=3mg+Mg， 第14页 共14页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页第 14 页 共 14 页