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1、生活中的圆周运动教材分析：圆周运动是一种常见的运动。本节内容是对前几节运动学的知识和研究方法的应用和提升。通过理论分析和实例分析，明确物体做曲线运动的向心力的来源，不仅使学生对圆周运动规律及规律在实际问题中的应用有具体、深入的认识，而且使学生在独立获取物理知识、探究物理规律、解决物理问题等方面获得具体的成果，让学生得到成功的体验，享受成功的愉悦，激发学习的热情和责任感。学生情况：学生情况：1学生已备知识：学生已备知识：通过对前几节曲线运动的知识的学习，已初步掌握有关圆周运动的知识和研究方法。但实际操作中还存在很多问题：受力分析不太过硬，向心力是个新知识点，学生不太熟悉。2学生特点：学生特点：5
2、55班的学生整体不是很活泼，能积极回答问题、甚至主动提出问题的同学不多。课程目标：课程目标：知识与技能：知识与技能：1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。、会在具体问题中分析向心力的来源。过程与方法：过程与方法：培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法。情感态度与价值观：情感态度与价值观：、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；、通过实例教育学生要遵守交通法规；教学重点：教学重点：掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式能用上述公式解决有关圆周运动的实例教学难点：理解做匀速圆周运动的
3、物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力 教学设计理念和思路：圆周运动需要学生准确掌握。而探究是新课程改革所倡导的理念，是三维目标中过程与方法的重要体现，是提高学生自主学习能力的有效途径。本节课教学过程为：提出问题一设疑一探究一得出结论一应用提高。在教学过程中采用启发、探究、讨论、讲授等方法。让学生自主进行理论探究，再联系实际，将课本所学应用于实际中。生生活活中中的的圆圆周周运运动动圆周运动(Circularmotion)铁路的弯道铁路的弯道火车车轮的构造火车车轮的构造火车车轮有火车车轮有突出的轮缘突出的轮缘FNFG铁路的弯道铁路的弯道生生活活中中的的圆圆周周运运动动圆周运
4、动(Circularmotion)(1)内外轨道一样高时转弯火车车轮受三个力：火车车轮受三个力：重力、支持力、外重力、支持力、外轨对轮缘的弹力轨对轮缘的弹力.外轨对轮缘的弹力外轨对轮缘的弹力F提供向心力提供向心力F=F向向怎么办怎么办?铁路的弯道铁路的弯道生生活活中中的的圆圆周周运运动动圆周运动(Circularmotion)(2)外轨高内轨低时转弯h、r越大越大,火车转火车转弯越安全弯越安全GFnNhL此为火车转此为火车转弯时的安全弯时的安全速度速度r思考思考:(1)如果如果v行驶行驶v安全安全,情况如何情况如何?(2)如果如果v行驶行驶v0时：时：当当vv0时：时：轮缘不受侧向压力轮缘不受
5、侧向压力轮缘受到外轨向内的挤压力轮缘受到外轨向内的挤压力,外轨易损坏。外轨易损坏。外轨易损坏。外轨易损坏。轮缘受到内轨向外的挤压力轮缘受到内轨向外的挤压力,内轨易损坏。内轨易损坏。内轨易损坏。内轨易损坏。F弹弹F弹弹生生活活中中的的圆圆周周运运动动圆周运动(Circularmotion)(1)内外轨高度相同时内外轨高度相同时,转弯所需的向心力由转弯所需的向心力由_提供提供.(2)外轨高度高于内轨，火车按设计速度行驶时，外轨高度高于内轨，火车按设计速度行驶时，火车转弯所需的向心力由火车转弯所需的向心力由_提供提供.火车实际行驶速度大于设计速度时火车实际行驶速度大于设计速度时,其转弯所需的其转弯所
6、需的向心力由向心力由_提供提供.(3)若两轨间距为若两轨间距为L，外轨比内轨高，外轨比内轨高h，轨道转弯半，轨道转弯半径为径为r,则此处轨道的设计转弯速度为则此处轨道的设计转弯速度为_.1.火车转弯火车转弯外轨对轮缘的侧压力外轨对轮缘的侧压力重力和弹力的合力重力和弹力的合力重力、弹力的合力和外轨对轮缘的侧压力重力、弹力的合力和外轨对轮缘的侧压力生生活活中中的的圆圆周周运运动动圆周运动(Circularmotion)(1)路面水平时转弯所需的向心力由路面水平时转弯所需的向心力由_力提供，若转弯半径为力提供，若转弯半径为r，路面与车轮之间的最大静摩擦力为车重的路面与车轮之间的最大静摩擦力为车重的k
7、倍，汽车转弯的最大速度为倍，汽车转弯的最大速度为_。(2)高速公路的转弯处高速公路的转弯处,公路的外沿设计的比内公路的外沿设计的比内沿略高沿略高,若汽车以设计速度转弯时若汽车以设计速度转弯时,汽车转弯的汽车转弯的向心力由向心力由_提供提供.2汽车转弯汽车转弯静摩擦力静摩擦力重力和弹力的合力重力和弹力的合力生生活活中中的的圆圆周周运运动动圆周运动(Circularmotion)FN 根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么
8、现象发生呢？现象发生呢？由上式可知，由上式可知，v 增大时，增大时，FN减小减小.当当时，时，FN=0；当；当时，汽时，汽车将脱离桥面，发生危险车将脱离桥面，发生危险.拱形桥和凹形桥拱形桥和凹形桥当当1.1.1.1.求汽车以速度求汽车以速度求汽车以速度求汽车以速度v v v v过半径为过半径为过半径为过半径为r r r r 的拱桥时对拱桥的压力？的拱桥时对拱桥的压力？的拱桥时对拱桥的压力？的拱桥时对拱桥的压力？【解解解解】G和和N的合力提供汽车做圆周运动的的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：向心力，由牛顿第二定律得：可见汽车的速度越大对桥的压力越小。可见汽车的速度越大对桥的压力
9、越小。NG时汽车对桥的压力为零。（临界速度）时汽车对桥的压力为零。（临界速度）由于由于由于由于竖直向下，属失重现象。竖直向下，属失重现象。竖直向下，属失重现象。竖直向下，属失重现象。当当大于大于临界临界时，汽车做什么运动？时，汽车做什么运动？平抛运动！平抛运动！平抛运动！平抛运动！汽车过桥问题2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？NG【解解解解】G和和N的合力提供汽车做圆周运动的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：的向心力，由牛顿第二定律得：可见汽车的速度越大对桥的压力越大。可见汽车的速度越大对桥的压力越大。可见汽车的速度越大对桥的压力越
10、大。可见汽车的速度越大对桥的压力越大。由于由于由于由于竖直向上，属超重现象。竖直向上，属超重现象。竖直向上，属超重现象。竖直向上，属超重现象。生生活活中中的的圆圆周周运运动动圆周运动(Circularmotion)拱形桥和凹形桥拱形桥和凹形桥FN=Geg1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示地形如图所示,由于轮胎由于轮胎太旧太旧,途中爆胎途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是爆胎可能性最大的地段应是()A.a处处B.b处处C.c处处D.d处处生生活活中中的的圆圆周周运运动动圆周运动(Circularmotion)拱形桥和凹形桥拱形桥和凹形桥abcdDeg2.一辆质量为一
11、辆质量为4t的汽车驶过半径为的汽车驶过半径为50m的凸形桥面时的凸形桥面时,始始终保持终保持5m/s的速率的速率.汽车所受的阻力为车对桥面压力的汽车所受的阻力为车对桥面压力的0.05倍倍.通过桥的最高点时汽车牵引力是多少通过桥的最高点时汽车牵引力是多少N.(g=10m/s2)思考与讨论思考与讨论地球可以看做一个巨地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多员与座椅之间的压力是多少？
12、少？思考与讨论思考与讨论三：航天器中的失重现象三：航天器中的失重现象航天员在航天器中绕航天员在航天器中绕地球做匀速圆周运动地球做匀速圆周运动时，航天只受地球引时，航天只受地球引力，引力为他提供了力，引力为他提供了绕地球做匀速圆周运绕地球做匀速圆周运动所需的向心力动所需的向心力F=mv2/R,所以处于失所以处于失重状态重状态Mg=mvMg=mv2 2/R/R由此可以得出由此可以得出v=(Rg)v=(Rg)1/21/2列车速度过快，造成翻车事故做圆周运动的物体，由于本身的惯性，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总有沿着圆周切线方向飞去的倾向.当当F=0时，物体沿切线方
13、向飞出时，物体沿切线方向飞出四四离心运动离心运动1.1.离心运动：离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。就做逐渐远离圆心的运动。就做逐渐远离圆心的运动。就做逐渐远离圆心的运动。2.2.物体作离心运动的条件：物体作离心运动的条件：F合合F向心力向心力思考问题？思
14、考问题？F合合=F向心力向心力向心力向心力做什么运动？做什么运动？做什么运动？做什么运动？F合合=0做什么运动？做什么运动？做什么运动？做什么运动？F合合F向心力向心力向心力向心力做什么运动？做什么运动？做什么运动？做什么运动？F合合F向心力向心力向心力向心力做什么运动？做什么运动？做什么运动？做什么运动？圆周圆周近心近心切线切线远离远离离心运动离心运动做圆周运动的物体，在所受合外力做圆周运动的物体，在所受合外力消失或不足以提供所需的向心力时，消失或不足以提供所需的向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这种运就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动动叫做离心运动3.说明：物体做离心运动的根本原
15、因说明：物体做离心运动的根本原因是是“惯性惯性”造成的造成的4.4.离心运动的应用离心运动的应用1 1）、离心干燥）、离心干燥器器2 2）、洗衣机脱水桶）、洗衣机脱水桶3 3）、用离心机把）、用离心机把体温计的水银柱甩体温计的水银柱甩回下面的液泡内回下面的液泡内4.4.离心运动的应用离心运动的应用4 4）、制作）、制作“棉花棉花”糖糖5.、离心运动的防止：1）、在水平公路上行驶的汽车转弯时、在水平公路上行驶的汽车转弯时F mr2F汽车 在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。5.、离心运动的防止2、高速转动的砂轮、飞轮等做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向沿着圆周切线方向飞去的倾向.小结小结 当当F=m2r时，物体做匀速圆周运动时，物体做匀速圆周运动当当F=0时，物体沿切线方向飞出时，物体沿切线方向飞出当当Fm2r时，物体逐渐远离圆心时，物体逐渐远离圆心当当Fm2r时，物体逐渐靠近圆心时，物体逐渐靠近圆心常见的离心干燥器等都是利用离心运动。常见的离心干燥器等都是利用离心运动。