圆周运动教案(精选5篇)
圆周运动教案篇1
教学目标
知识目标
1、认识匀速圆周运动的概念.
2、理解线速度、角速度和周期的概念,掌握这几个物理量之间的关系并会进行计算.
能力目标
培养学生建立模型的能力及分析综合能力.
情感目标
激发学生学习兴趣,培养学生积极参与的意识.
教学建议
教材分析
教材首先明确要研究圆周运动中的最简单的情况,匀速圆周运动,接着从描述匀速圆周运动的快慢的角度引入线速度、角速度的概念及周期、频率、转速等概念,最后推导出线速度、角速度、周期间的关系,中间有一个思考与讨论做为铺垫.
教法建议
关于线速度、角速度、周期等概念的教学建议是:通过生活实例(齿轮转动或皮带传动装置)或多媒体资料,让学生切实感受到做圆周运动的物体有运动快慢与转动快慢及周期之别,有必要引入相关的物理量加以描述.学习线速度的`概念,可以根据匀速圆周运动的概念(结合课件)引导学生认识弧长与时间比值保持不变的特点,进而引出线速度的大小与方向.同时应向学生指出线速度就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度.学习角速度和周期的概念时,应向学生说明这两个概念是根据匀速圆周运动的特点和描述运动的需要而引入的.即物体做匀速圆周运动时,每通过一段弧长都与转过一定的圆心角相对应,因而物体沿圆周转动的快慢也可以用转过的圆心角与时间t比值来描述,由此引入角速度的概念.又根据匀速圆周运动具有周期性的特点,物体沿圆周转动的快慢还可以用转动一圈所用时间的长短来描述,为此引入了周期的概念.讲述角速度的概念时,不要求向学生强调角速度的矢量性.在讲述概念的同时,要让学生体会到匀速圆周运动的特点:线速度的大小、角速度、周期和频率保持不变的圆周运动.
关于“线速度、角速度和周期间的关系”的教学建议是:结合课件引导学生认识到这几个物理量在对圆周运动的描述上虽有所不同,但它们之间是有联系的,并引导学生从如下思路理解它们之间的关系:
教学设计方案
圆周运动教案篇2
1教学目标
(一)知识与技能
1、理解线速度、角速度、转速、周期等概念,会对它们进行定量的计算。
2、知道线速度与角速度的定义,知道线速度与周期,角速度与周期的关系。
3、理解匀速圆周运动的概念和特点。
(二)过程与方法
1、学会用比值定义法来描述物理量。
2、会用有关公式求简单的线速度、角速度的大小。
(三)情感、态度与价值观
通过本节知识,了解匀速圆周运动的实际应用意义。
2学情分析
高中一年级学生拥有强烈的好奇心,初步具有自主、合作、探究学习的能力。圆周运动这节的概念比较多,也比较抽象,因此,教师在教学过程中要注意引导学生,从易到难,逐渐培养学生的学习兴趣。
3重点难点
【教学重点】
线速度、角速度的概念和它们之间的关系
【教学难点】
1、线速度、角速度的物理意义
2、常见传动装置的应用。
4教学过程4.1第一学时教学活动活动1【导入】模型导入
让学生观察教室吊扇转动时扇尖的运动。
活动2【活动】创设情境引入描述圆周运动快慢的物理量
让学生观察吊扇,的中点处,提问A、B两点哪点运动的更快呢?
学生回答:B点比A点运动的快。因为相同时间B点运动的弧长较长。
A点和B点运动的一样快。因为相同时间A、B点转过的角度一样。
教师总结:前两种答案都很有道理,所以这两种答案都是对的。只是从不同的角度描述了圆周运动。
活动3【导入】投影阅读提纲
1、结合阅读提纲阅读课本内容。
2、学生归纳知识点。
3、交流讨论,查缺补漏。活动4【讲授】ppt:线速度
1)、定义:质点做圆周运动通过的弧长Δl和所用时间Δt的比值叫做线速度。
2)大小:V=△S/△t
活动5【导入】ppt:角速度
1)、定义:质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
2)、大小:
活动6【活动】线速度和角速度有什么联系线速度和角速度关系的推导活动7【导入】ppt:周期,频率,转速周期,频率,转速的关系活动8【练习】ppt:【练习1】
1.温哥华冬奥会双人滑比赛中,申雪、赵宏博拿到中国花样滑冰史上首枚冬奥会金牌.如图5-4-2所示,赵宏博(男)以自己为转轴拉着申雪(女)做匀速圆周运动,转速为30r/min.申雪的脚到转轴的距离为1.6m,求:
(1)申雪做匀速圆周运动的角速度;
(2)申雪的脚运动的速度大小.
活动9【导入】ppt:【练习2】
2.已知某一机械秒表的分针和秒针长(指转动轴到针尖的距离)分别为1cm和1.3cm,它正常转动时可视为匀速转动,试求:
(1)分针和秒针的周期和转速;
(2)分针和秒针针尖的线速度大小;
(3)分针和秒针的角速度大小.
活动10【导入】ppt:
已知ABC三点的半径之比为
求ABC三点的角速度和线速度之比活动11【讲授】ppt:.总结:传动装置中各物理量间的关系
1.共轴转动(如图5-4-3所示):
(1)运动特点:转动方向相同,即都逆时针转动或都顺时针转动.
(2)定量关系:A点和B点转动的周期相同、角速度相同
活动12【练习】ppt:
3.如图5-4-6所示的传动装置中,B、C两轮固定
在一起绕同一转轴转动,A、B两轮用皮带传动,三轮半径关系
为rA=rC=2rB.若皮带不打滑,求A、B、C轮边缘上的a、b、
c三点的角速度之比和线速度之比.
活动13【练习】ppt:
4.(双选,2011年佛山一中期中)如图5-4-7所示为一皮带传动装置,右轮半径为r,a为它边缘上一点;左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若传动过程中皮
带不打滑,则(
A.a点和b点的线速度之比为2∶1
B.a点和c点的角速度之比为1∶2
C.a点和d点的线速度之比为2∶1
D.b点和d点的线速度之比为1∶4
活动14【练习】ppt:
易错题】
5.(双选)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是(
A.匀速圆周运动是匀速运动
B.匀速圆周运动是变速运动
C.匀速圆周运动的加速度为零
D.匀速圆周运动的线速率恒定
活动15【讲授】课堂小结
总结本节课的内容
活动16【作业】作业课本p181、2、3
4.圆周运动
课时设计课堂实录
4.圆周运动
1第一学时教学活动活动1【导入】模型导入
让学生观察教室吊扇转动时扇尖的运动。
活动2【活动】创设情境引入描述圆周运动快慢的物理量
让学生观察吊扇,的中点处,提问A、B两点哪点运动的更快呢?
学生回答:B点比A点运动的快。因为相同时间B点运动的弧长较长。
A点和B点运动的一样快。因为相同时间A、B点转过的角度一样。
教师总结:前两种答案都很有道理,所以这两种答案都是对的。只是从不同的角度描述了圆周运动。
活动3【导入】投影阅读提纲
1、结合阅读提纲阅读课本内容。
2、学生归纳知识点。
3、交流讨论,查缺补漏。活动4【讲授】ppt:线速度
1)、定义:质点做圆周运动通过的弧长Δl和所用时间Δt的比值叫做线速度。
2)大小:V=△S/△t
活动5【导入】ppt:角速度
1)、定义:质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
2)、大小:
活动6【活动】线速度和角速度有什么联系线速度和角速度关系的推导活动7【导入】ppt:周期,频率,转速周期,频率,转速的关系活动8【练习】ppt:【练习1】
1.温哥华冬奥会双人滑比赛中,申雪、赵宏博拿到中国花样滑冰史上首枚冬奥会金牌.如图5-4-2所示,赵宏博(男)以自己为转轴拉着申雪(女)做匀速圆周运动,转速为30r/min.申雪的脚到转轴的距离为1.6m,求:
(1)申雪做匀速圆周运动的角速度;
(2)申雪的脚运动的速度大小.
活动9【导入】ppt:【练习2】
2.已知某一机械秒表的分针和秒针长(指转动轴到针尖的距离)分别为1cm和1.3cm,它正常转动时可视为匀速转动,试求:
(1)分针和秒针的周期和转速;
(2)分针和秒针针尖的线速度大小;
(3)分针和秒针的角速度大小.
活动10【导入】ppt:
已知ABC三点的半径之比为
求ABC三点的角速度和线速度之比活动11【讲授】ppt:.总结:传动装置中各物理量间的关系
1.共轴转动(如图5-4-3所示):
(1)运动特点:转动方向相同,即都逆时针转动或都顺时针转动.
(2)定量关系:A点和B点转动的周期相同、角速度相同
活动12【练习】ppt:
3.如图5-4-6所示的传动装置中,B、C两轮固定
在一起绕同一转轴转动,A、B两轮用皮带传动,三轮半径关系
为rA=rC=2rB.若皮带不打滑,求A、B、C轮边缘上的a、b、
c三点的角速度之比和线速度之比.
活动13【练习】ppt:
4.(双选,2011年佛山一中期中)如图5-4-7所示为一皮带传动装置,右轮半径为r,a为它边缘上一点;左侧是一轮轴,大轮半径为4r,小轮半径为2r,b点在小轮上,到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上.若传动过程中皮
带不打滑,则(
A.a点和b点的线速度之比为2∶1
B.a点和c点的角速度之比为1∶2
C.a点和d点的线速度之比为2∶1
D.b点和d点的线速度之比为1∶4
活动14【练习】ppt:
易错题】
5.(双选)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是(
A.匀速圆周运动是匀速运动
B.匀速圆周运动是变速运动
C.匀速圆周运动的加速度为零
D.匀速圆周运动的线速率恒定
活动15【讲授】课堂小结
总结本节课的内容
活动16【作业】作业课本p181、2、3
圆周运动教案篇3
1教材对圆锥摆资源的运用
综观各版本的物理教科书提供的学习素材,无一例外的都选取了圆锥摆案例.
人教版物理必修2(2010年4月版)§5.6“向心力”,①在课文正文中编写了“用圆锥摆粗略验证向心力的表达式”实验,从受力分析及力的矢量关系确定了F向=mgtanθ,结合几何关系,tan=r[]h,其中r为圆周运动的半径,h为圆周轨道与悬点的竖直高度,通过测出小球质量m、轨道半径r及高度h即得出向心力,探究向心力与线速度v、角速度ω的关系;②在“做一做”栏目中采用“绳子的一端拴一个小沙袋,手握绳子的另一端,让小沙袋在水平方向做匀速圆周运动,体会向心力”;③在“问题与习题”栏目中,探讨小球沿光滑漏斗壁在水平面内做匀速圆周运动的这一变形的圆锥摆问题.
鲁科版物理必修2(2007年7月版),§4.2“向心力与向心加速”,采用了类似上述人教版的材料②,但强调小物体受到的重力与拉力相比可以忽略;而在课本的§4.2及§4.3“向心力的实例分析”两节的“作业”栏目中均讨论了圆锥摆案例.
教科版物理必修2(2005年11月版),§2.2“圆周运动的向心力”,在课文正文“观察与思考”栏目中给出了游乐场里的旋转木马,受重力和吊绳的拉力共同作用,在水平面上做圆周运动的圆锥摆实用案例;§2.3“匀速圆周运动实例分析”一节的练习与评价栏目,探讨玻璃球沿光滑的碗壁做匀速圆周运动的类似圆锥摆问题.
2圆锥摆模型的教学要求解读
《普通高中物理课程标准》有关圆周运动(向心力)的要求:(1)内容标准能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力;例:估测自行车拐弯时受到的向心力;关注圆周运动的规律与日常生活的联系.(2)活动建议调查公路拐弯处的倾斜情况或铁路拐弯处两条铁轨的高度差异.
各地在执行国家《普通高中物理课程标准》时,都制定了更细的教学要求.例如《江苏省普通高中课程标准教学要求(物理)》(2011年修订本),其中关于圆周运动(向心力)的要求:(1)课程目标能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力.(2)学习要求通过实验体验向心力的方向,理解向心力的概念;通过实验,知道向心力的大小与哪些因素有关,理解向心力公式.(3)限制性说明关于向心力的定量计算,只限于在一条直线上的外力提供向心力的情况.(4)教学建议调查公路拐弯处的倾斜情况或铁路拐弯处两条铁轨的高度差异.
《江苏省普通高校招生考试(物理科)考试说明(大纲)》(2013年版)关于考点“匀速圆周运动向心力”的限制说明:“向心力的计算只限于向心力是由同一直线上力合成的情况”.
显然,上述三个文件规定不尽相同,国家课标是没有限制说明,这样,各种教材关于圆锥摆教学案例是应该被采用,而且可以作适当的拓展,按照地方(江苏省)的教学要求和考试要求,圆锥摆这一案例应被删除,因为此处的向心力不是由同一直线上的力所合成.由此,调查公路拐弯处的倾斜情况或铁路拐弯处两条铁轨的高度差异等教学内容都将从教学计划中删除,这明显与国家课标相勃.
关于圆周运动、向心力这一知识点的教学(考试)要求,在教育部考试中心统一命题的年代,早期是不设限制,90年代中期,全国高考考试大纲中曾设过限制:“向心力的计算只限于向心力是由同一直线上力合成的情况”,到90年代后期,这一限制又删去了,到目前,无论是由教育部考试中心统一命题还是自主命题的绝大多数省市,考试大纲和考题都不设限制.从江苏省近年的高考试题的要求来看,这一限制也是形同虚设,事实上江苏高考试题对圆锥摆模型一直是考的,而且考试要求还比较高.所以,关于圆锥摆模型的教学不是可有可无,而是必须教,必须教到位!
3圆锥摆模型及其基本结论
(1)圆锥摆结构和运动模型
如图1所示,一根不计伸长的细线,一端固定在O1点,另一端拴一小球(可视为质点),给小球某一水平初速度,不计空气阻力,小球在水平面内做匀速圆周运动.
(2)向心力(牛顿第二定律)方程
设小球的质量为m,悬线与竖直方向的角度为θ,绳子长为l,小球做圆周运动的半径r=l・sinθ,
由牛顿第二定律得
如图2所示,飞机在水平面内转弯时,机翼倾斜,垂直于翼面的升力N与重力G的合力为飞机做匀速圆周运动的向心[HJ1.35mm]力.这里,升力N相当于圆锥摆模型中的绳子拉力F,机翼与水平面的夹角相当于圆锥摆模型中的绳子与竖直方向的夹角θ.
由牛顿第二定律mgtanθ=mv2[]R,解得v=[KF(]Rgtanθ[KF)].由此可知,若航线弯道半径R一定,飞行员可以通过调整机翼与水平面的夹角θ来改变飞行速度.若飞机保持速度v大小一定,则R越小,夹角θ必须越大,反之,则R越大,夹角θ必须越小,当R∞,θ0,表示飞机沿水平方向作匀速直线运动.
拓展2光滑漏斗壁上小球的圆周运动
如图3所示,一质量为m的小球以一定的速度沿着光滑漏斗壁在水平面内做匀速圆周运动,垂直于漏斗壁的支持力N与重力G的合力为小球做匀速圆周运动的向心力.这里,支持力N相当于圆锥摆模型中的绳子拉力F,漏斗壁与水平面的夹角相当于圆锥摆模型中的绳子与竖直方向的夹角θ.等效的圆锥摆摆线为O1A.
如图4所示,两个相同的小球A和B沿着光滑漏斗壁运动,试比较A和B运动的周期、漏斗壁对小球的支持力的大小.
根据圆锥摆基本结论(2),等效的圆锥摆的周期取决于悬点到圆轨道的高度h,此处因hA>hB,故TA>TB.根据圆锥摆基本结论(3),漏斗壁对小球的支持力N,因θA=θB,故NA=NB.
拓展3火车水平转弯
如图5所示,火车水平转弯时,按设定速率行驶,在竖直平面内,火车只受重力G和轨道正面的支持力N(轨道侧向没有挤压),与圆锥摆模型对照,轨道正面的支持力N相当于圆锥摆模型中的绳子拉力F,轨道与水平面的夹角相当于圆锥摆模型中的绳子与竖直方向的夹角θ.
圆周运动教案篇4
一、教学目标
1.知识与技能
(1)认识匀速圆周运动的概念,理解线速度的概念,知道它就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度;理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算;
(2)理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=rω=2πr/T;
(3)理解匀速圆周运动是变速运动。
2.过程与方法
(1)学会用比值定义法来描述物理量。
(2)会用有关公式求简单的线速度、角速度的大小。
3.情感态度与价值观
(1)通过极限思想和数学知识的应用,体会学科知识间的联系,建立普遍联系的观点。
(2)体会应用知识的乐趣.激发学习的兴趣。
二、教学重难点
1.教学重点:
(1)线速度、角速度、周期的概念及引入的过程,掌握它们之间的联系
(2)掌握它们之间的联系。
2.教学难点:
(1)线速度、角速度的物理意义及概念引入的必要性。
(2)理解匀速圆周运动是变速运动。
三、教学方法
演示实验、展示图片、观看视频、动画;讨论、讲授、推理、概括;师生互动,生生互动。
四、教学过程
(一)导入新课(认识圆周运动)
1.演示小球在水平面内圆周运动。
2.展示自行车、钟表、电风扇等图片。
3.观看地球绕太阳运动的动画。
4.观看花样滑冰视频。
通过演示实验、展示图片、观看视频、动画,让学生认识圆周运动的特点,从而
提出问题:它们的运动有什么共同点?
引导学生结合具体的问题情景,从中找到它们的运动特点,归纳总结出相关的物理知识。
结论:它们的轨迹是一个圆
学生动手,分组实践,观察自行车的传动装置,思考与讨论:
自行车的大齿轮,小齿轮,后轮中的质点都在做圆周运动。比较哪些点运动得更快些?说说你比较的理由。
讨论后,展示自行车传动装置图片(或视频),进一步提问:如何比较物体圆周运动快慢?师生共同分析,小结可能的比较方法:
方案1:比较物体在一段时间内通过的圆弧长短
方案2:比较物体在一段时间内半径转过的角度大小
方案3:比较物体转过一圈所用时间的多少
方案4:比较物体在一段时间内转过的圈数
(二)描述圆周运动的物理量
1.生阅读课文有关内容,思考并讨论以下问题:
(1)线速度是怎么定义的?单位是什么?
(2)线速度的方向怎样?请说出圆周运动的速度方向是怎么确定的。
(3)物体匀速圆周运动的线速度有什么特点?
(4)为什么说匀速圆周运动是一种变速运动?这里的“匀速”是指什么不变?
生生互动,师生互动后,概括如下:点击幻灯片,全方位学习小结线速度的概念;并通过砂轮切割的视频,让学生感受圆周运动的速度方向。如下:
线速度:
(1)定义:质点做圆周运动通过的弧长Δl和所用时间Δt的比值叫做线速度。
(2)大小:v=Δl/Δt(分析:当Δt很小时,v即圆周各点的瞬时速度。)
(3)单位:m/s方向:沿圆周上该点的切线方向(看砂轮工作视频)。
(4)物理意义:描述通过弧长的快慢。
(5)匀速圆周运动:质点沿圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。
看动画,学习匀速圆周运动的概念:质点沿圆周运动,并且线速度的大小处处相等,这种运动叫做匀速圆周运动。(请学生再举几个生活中的圆周运动的实例)
关于匀速圆周运动的问题讨论:匀速圆周运动的线速度是不变的吗?此处的“匀速”是指速度不变吗?
学生讨论后的出:速圆周运动是变速运动(线速度的方向时刻改变),“匀速”指速率不变,匀速圆周运动是线速度大小不变的运动。
2.看图片,回答问题:(转向角速度学习)
观察自行车的传动装置,分析P点和N点,M点和N点哪点运动得更快些?哪点转动得更快些?请同学们讨论一下!
通过讨论,同学们发现,原来,质点运动得快与转动得快不是一回事!有必要引入一个表示转动快慢的物理量──角速度
学生阅读课文有关内容P14-15,思考以下问题:角速度是怎么定义的?
(1)角度的单位是什么?它和通常意义上的单位有何不同?
(2)角度的大小是怎么表示的?
(3)30°,45°,60°,90°,180°,360°,用弧度作单位该怎么表示?
(4)角速度的单位是什么?计算带单位时为什么应写为s-1?
(5)匀速圆周运动的角速度有什么特点?
生生互动,师生互动后,概括如下:
点击幻灯片,全方位学习小结角速度的概念
角速度:
(1)定义:质点所在的半径转过圆心角Δθ和所用时间Δt的比值叫做角速度。
(2)大小:ω=Δθ/Δt
(3)单位:rad/s
(4)物理意义:描述半径扫过角度的快慢。
3.思考与讨论:除了以上两种方法,还可以怎么描述匀速圆周运动转动的快慢?
观看动画,讨论,得出方案:即比较物体转过一圈所用时间的多少或比较物体在一段时间内转过的圈数,进而学习周期和转速的概念。
周期:
(1)定义:做匀速圆周运动的物体,转过一周所用的时间。
(2)大小:T=2πr/v=2π/ω
(3单位:秒(s)
转速:n
(1)定义:单位时间内转过的圈数叫转速
(2)单位:转/秒(r/s)、转/分(r/min)
4.观看动画,思考与讨论:观察电风扇转动,定性比较扇叶上A,B,C,D,E各点的线速度、角速度的大小。
用数学方法推导圆周运动的线速度和角速度有定量什么关系?v=rω
设物体做半径为r的匀速圆周运动,在Δt内通过的弧长为Δl,半径转过的角度为Δθ
由数学知识得Δl=rΔθ
v=Δl/Δt=rΔθ/Δt=rω
关于V=ωr的讨论:
当r一定时,V与ω成正比;
当V一定时,ω与r成反比;
当ω一定时,V与r成正比。
小结:线速度、角速度与周期的关系,
线速度与周期的关系:v=Δl/Δt=2πr/T
角速度与周期的关系:ω=Δθ/Δt=2π/T
线速度与角速度的关系:v=rω
分析讨论,得出结论:同一传动各轮边缘的线速度大小相等,同轴各点的角速度相等。
(三)板书设计
1.圆周运动:轨迹是圆周的运动
2.描述圆周运动快慢的物理量
(1)线速度:v=Δl/Δt
(2)角速度:ω=Δθ/Δt
(3)周期:T=2πr/v=2π/ω
(4)转速:n
3.线速度、角速度、周期的关系:
4.两个重要关系:
(1)同一传动各轮边缘的线速度大小相等
(2)同轴各点的角速度相等
圆周运动教案篇5
教学目标:
一、知识与技能
1、知道离心运动和向心运动的概念,了解离心运动和向心运动形成的原因
2、通过圆周运动实例,学会分析圆周运动实例中向心力的来源,并能解决生活中圆周运动的实例。
3、掌握解决圆周运动实例的基本步骤。
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。
3、通过对离心现象的实例分析,提高学生综合应用知识解决问题的能力。
三、情感、态度与价值观
1、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,理解物理与生活的联系,学会用合理、科学的方法处理问题。
2、通过离心运动的应用和防止的实例分析.使学生明白事物都是一分为二的,要学会用一分为二的观点来看待问题。
3、养成良好的思维表述习惯和科学的价值观。
教学重点、难点
一、教学重点
、知道向心力不是一个特殊的力,能在具体的实例中正确地合成向心力。
2、灵活选用向心力和向心加速度公式求接圆周运动动力学问题理解向心力是一种效果力。
3、在具体问题中能找到是谁提供向心力的,并结合牛顿运动定律求解有关问题。
二、教学难点
1、具体问题中向心力的来源。
2、对变速圆周运动的理解和处理。
教学方法:探究、讲授、讨论、练习
教学过程:
新课引入:
同学们,在前面的课中,我们学习了向心加速度和向心力,并在习题课中对一些圆周运动的实例进行了分析和计算。通过学习,我们知道了,对做圆周运动的物体受力情况进行分析,再和物体的运动情况进行对照,这实际上是牛顿运动定律的进一步延伸。
为了进一步强化和巩固所学知识,这节课我们将再研究几个典型的圆周运动的实例。
新课教学:
离心运动和向心运动
视频及实验演示:物体做离心运动。
思考1:物体在做圆周运动的时候,为什么会突然远离圆心运动呢?
学生讨论、回答
1、离心运动:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下,将远离圆心运动出去,我们把这样的运动称为离心运动。
思考2:反向思考,如果物体所受合外力突然增大,大于物体做匀速圆周运动所需要的向心力时,物体的运动又会如何变化?
2、向心运动:做圆周运动的物体,在所受合外力突然增大,大于圆周运动所需要的向心力时,将靠近圆心运动,我们把这样的运动称为向心运动。
总结:物体做离心运动和向心运动的条件:
(1)物体F合=0时:物体沿切线飞出,做离心运动
(2)物体F合<F向某某:物体远离圆心,做离心运动
(3)物体F合=F向某某:物体做匀速圆周运动
(4)物体F合>F向某某:物体靠近圆心,做向心运动
3、注意:
做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用,因为没有任何物体提供这种力,离心运动本质上是物体惯性的表现。
二、生活中的圆周运动实例
1、火车转弯(水平面内的圆周运动)
观看视频:火车转弯(提醒学生注意轨道和车轮的形状)
思考3:火车转弯时是什么力提供火车需要的向心力?
学生讨论、回答
总结:内外轨一样高时:轮缘挤压外侧轨道,产生的支持力提供火车转弯需要的向心力。
思考4:这样会产生那些危害?实际生活中是如何解决地呢?
观看视频:火车转弯的实际情况
总结:实际上外轨略高于内轨:重力与支持力的合力提供所需要的向心力。
思考5:火车的转弯是重力和支持力的合力提供了向心力,那汽车转弯又是谁来提供的s2,求:
(1)汽车以15m/s的速度试过桥顶时,汽车对桥面的压力多大?
(2)汽车以多大的速度驶过桥顶时,汽车对桥面的压力为零?
课堂小结:
今天,我们通过对两个具体实例的分析,知道怎样处理圆周运动的动力学问题,总结出了解题的基本步骤。通过今天的学习,我们应该认识到,圆周运动动力学事实上就是牛顿运动定律在圆周运动法线方向的应用,而不是一个什么新的东西,也没有涉及新的思想方法。之所以说今天学习的是两个典型的实例,是因为后面我们面临的圆周运动问题基本上都可以从今天的实例进行变形或者深化,所以这两个模型的分析、理解就显得非常重要,请同学们课后继续深入研究。
总之,圆周运动是一种非常基本的运动形式,广泛应用于我们的日常生活和科学领域。希望这个圆周运动教案能够帮助大家更好地理解这个重要的运动形式。