2019-2020年高中物理人教版必修二教案：第五章第七节生活中的圆周运动

2019-2020年高中物理人教版必修二教案第五章第七节生活中的圆周运动通过生活中存在的圆周运动，如火车、汽车转弯、汽车过拱桥等，让学生理解向心力和向心加速度的作用本节内容着重于知识的理解应用注意引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的知识；锻炼学生观察、分析、抽象、建模解决实际问题的方法和能力；培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识一．教学目标

（一）.知识与技能

1.能定性分析火车外轨比内轨高的原因

2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题

3.会用牛顿第二定律分析圆周运动

4.进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用

（二）.过程与方法

1.通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生的分析和解决问题的能力

2.通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力

（三）.情感态度与价值观

1.培养学生的应用实践能力和思维创新意识

2.运用生活中的几个事例，激发学生的学习兴趣、求知欲和探索动机

3.通过对实例的分析，建立具体问题具体分析的科学观念二．教学重点

1.分析匀速圆周运动中向心力的来源

2.熟练应用向心力公式和向心加速度公式三．教学难点

1.在具体问题中分析向心力的来源，尤其火车转弯问题中

2.掌握处理圆周运动中特殊点的方法四．教学方法引导法、讲授法、讨论法、分析归纳法五．教具PPT六．教学过程

（一）复习旧知上节课我们学习了向心力那么首先我们来回顾一下匀速圆周运动中向心力的定义、方向、表达式、来源及向心加速度和切向加速度对速度的影响提问学生、并让学生在黑板上书写【过渡】这节课我们就来学习生活中圆周运动的实例分析第7节生活中的圆周运动（板书）本节主要包括两个内容一是火车转弯问题二是汽车过桥问题；（板书）

（二）新课教学

1.火车转弯问题（先提问学生，后引导分析）1）在平直轨道上匀速行驶的火车，火车受几个力作用？这几个力的关系如何？那火车转弯时情况会有何不同呢？2火车转弯时是在做圆周运动，那么是什么力提供向心力？首先让学生观察火车轮缘和铁轨的外形（PPT）提问学生火车转弯时，若内外轨等高，谁提供向心力？有何弊病？教师引导分析火车在转弯过程中做圆周运动，那么火车就需要向心力若铁路弯道的内外轨道一样高，则外轨对轮缘的弹力就是火车转弯的向心力因火车质量太大，则铁轨和车轮极易受损解决办法外轨高，内轨低适当选择内外轨道的高度差（板书）教师引导分析讲解计算得出火车行驶的安全速度v临界＝此时，车轮对内外轨都无侧压力（板书）例题（PPT展示）3）学生讨论如果火车在转弯处的速度不等于临界速度，会发生怎样的情况？当火车行驶速率vv临界时，外轨对轮缘有侧压力（板书）当火车行驶速率vv临界时，内轨对轮缘有侧压力（板书）教师总结

1.火车转弯时向心力是水平的如右图.

2.向心力是按效果命名的力，如果认为做匀速圆周运动的物体除了受到其他力的作用，还要再受到一个向心力，那就不对了【物理与生活】xx年4月18日，我国铁路进行了第六次大提速，时速将达200公里以上，这必将为我国经济腾飞注入新的活力假设你是一位从事铁路设计的工程师，你认为火车提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造？

2.汽车过拱形桥引入公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时，也可以看做圆周运动那么是什么力提供汽车的向心力呢？1）凸形桥汽车在凸形桥的最高点时对桥的压力是怎样的？引导学生分析受力情况，逐步求得桥面所受的压力主要让学生体会并掌握求解向心力的过程a.确定研究对象；b.分析受力情况；c.找圆心；d.确定合力即向心力的方向；e.列方程，得结论结论汽车在凸形桥的最高点时受重力，桥给车的支持力，所以向心力就是这两个力的合力提供因为圆心在下方，则有mg－FN=又因牛顿第三定律FN=FN’则FN’=mg-，则汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力小于重力汽车处于失重状态（板书）学生讨论FN’与V的关系？老师引导分析得出V↑时FN’减小；当FN’=0时v＝；小车会“飘离”桥面若VV0，小车会飞出去做平抛运动2）凹形桥那么汽车在凹形桥的最低点时对桥的压力又是怎样的？有了对凸型桥的分析过程，让学生自己分析汽车在凹形桥的最低点时对桥的压力提问学生答案汽车在凹形桥的最高点时受重力，桥给车的支持力，所以向心力就是来自于这两个力的合力因为圆心方向向上，所以有FN-mg=又FN=FN’则FN’=mg+；则汽车在凹形桥上运动时，对桥的压力大于重力；汽车处于超重状态当V↑时FN’增大3）由于时间关系课本28页“说一说”作为课后思考题下节课上课时找学生回答七．教师口头小结后做精讲精练习题八．作业布置课后“问题与练习”第

2、3题九．板书设计

5.7生活中的圆周运动一.火车转弯1）若内外轨等高外轨对轮缘的弹力提供向心力（因火车质量太大，则铁轨和车轮极易受损）解决办法外轨高，内轨低适当选择内外轨道的高度差2）规定速度mgtanα=，则安全速度v临界＝此时，车轮对内外轨都无侧压力3）当火车行驶速率vv临界时，外轨对轮缘有侧压力当火车行驶速率vv临界时，内轨对轮缘有侧压力

2.汽车过拱形桥1汽车在凸形桥的最高点受力G和FN，合力提供向心力mg－FN=又因牛顿第三定律FN=FN’则FN’=mg-，则汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力小于重力（失重）2）汽车在凹形桥的最低点略。