第一篇：5.7生活中的圓周運(yùn)動(dòng)教案

第五章 第7節(jié) 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

備課人:田婧 審核:備課組 課時(shí):3課時(shí)

教學(xué)目標(biāo)： 知識(shí)與技能

1．能定性分析火車轉(zhuǎn)彎外軌比內(nèi)軌高的原因

2．能定量分析汽車過拱形橋最高點(diǎn)與凹形橋最低點(diǎn)的壓力問題 3．知道航天器中的失重的本質(zhì)

4知道離心運(yùn)動(dòng)及產(chǎn)生的條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止 5.會(huì)用牛頓第二定律分析圓周運(yùn)動(dòng) 過程與方法

1．通過對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，滲透理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，提高學(xué)生分析和解決問題的能力．

2．通過勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律也可以在變速圓周運(yùn)動(dòng)中使用，滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系，提高學(xué)生的分析能力．

3．通過對(duì)離心現(xiàn)象的實(shí)例分析，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力． 情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）通過對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析，使學(xué)生明確具體問題必須具體分析，理解物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會(huì)用合理、科學(xué)的方法處理問題。

（2）通過離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止的實(shí)例分析．使學(xué)生明白事物都是一分為二的，要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)來看待問題。

（3）養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀。教學(xué)重點(diǎn)

1．理解向心力是一種效果力．

2．在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題． 教學(xué)難點(diǎn)

1．具體問題中向心力的來源． 2．關(guān)于對(duì)臨界問題的討論和分析． 3．對(duì)變速圓周運(yùn)動(dòng)的理解和處理． 教學(xué)活動(dòng): 第一課時(shí)：(一)復(fù)習(xí)引入：

請(qǐng)同學(xué)們回顧并敘述出對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)你已經(jīng)理解和掌握了哪些基本知識(shí)？（用線速度、角速度、轉(zhuǎn)速和周期等來描述做圓周運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)快慢；知道了圓周運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)，一定具有加速度；掌握了對(duì)于圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)問題還必須通過運(yùn)用牛頓第二定律去認(rèn)真分析和處理。）

在上課之前先問一下我們班有沒有溜旱冰的同學(xué)？（有），那么請(qǐng)問你在溜旱冰轉(zhuǎn)彎是有什么感覺？你想安全或快速轉(zhuǎn)彎，你將怎樣滑？（引導(dǎo)學(xué)生）要弄清楚這些問題。這就是本節(jié)課我們要研究的問題。

請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材，思考以下問題:

（二）新課教學(xué)

（一）、水平方向圓周運(yùn)動(dòng)（轉(zhuǎn)彎問題）

問題一：火車轉(zhuǎn)彎，若內(nèi)外軌道一樣高時(shí)：此時(shí)是什么力提供向心力？缺點(diǎn)是什么？可以怎樣處理？當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)：火車轉(zhuǎn)彎是在哪個(gè)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，火車受幾個(gè)力？哪個(gè)力提供向心力？設(shè)火車質(zhì)量m、軌道平面傾角θ、軌道轉(zhuǎn)彎處半徑r，計(jì)算規(guī)定速度v？

學(xué)生討論得出結(jié)論：若內(nèi)外軌道一樣高時(shí)

（1）此時(shí)火車車輪受三個(gè)力：重力、支持力、外軌對(duì)輪緣的彈力。（2）外軌對(duì)輪緣的彈力提供向心力。

（3）由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車質(zhì)量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損害鐵軌。

為了解決這個(gè)問題，可以外軌略高于內(nèi)軌時(shí)：使鐵軌對(duì)火車的支持力不再是豎直向上。此時(shí)，支持力與重力不再平衡，他們的合力指向“圓心”，提供向心力，從而減輕輪緣和鐵軌之間的擠壓。

火車的受力情況如圖，圓周運(yùn)動(dòng)軌道如圖，則有：，思考：如果火車的車速比正常情況小，向心力還是原來的大小嗎？由誰來提供？如果車速比正常情況大又如何？車速過快將發(fā)生什么情況？

學(xué)生思考：火車車速過慢將由內(nèi)輪和鐵軌的擠壓力、重力以及鐵軌對(duì)火車的支持力的合理提供向心力。車速過快則有外輪和外軌的擠壓力、重力以及鐵軌對(duì)火車的支持力提供向心力，車速過快，所提供的向心力不足，火車將發(fā)生脫軌翻車事故。問題二：汽車與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為?，公路某轉(zhuǎn)彎處半徑為R（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力），問：

（1）若路面水平，汽車轉(zhuǎn)彎不發(fā)生側(cè)滑，汽車速度不能超過多少？

（2）若將公路轉(zhuǎn)彎處路面設(shè)計(jì)成外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低，使路面與水平面有一傾角?，如圖所示，汽車以多大速度轉(zhuǎn)彎時(shí)，可以使車與路面間無摩擦力？

學(xué)生類比火車轉(zhuǎn)彎得出：在路面水平的情況下，汽車轉(zhuǎn)彎所需的向心力是由汽車和路面之間的靜摩擦力來提供的，當(dāng)公路轉(zhuǎn)彎處是外高內(nèi)低的斜面時(shí)，重力和斜面的支持力將在水平方向上提供一個(gè)合力，加上和路面的靜摩擦力來提供向心力，此時(shí)，在同樣的情況下，所需的靜摩擦力就減小。當(dāng)摩擦力為零時(shí)，只靠重力與支持力的合力充當(dāng)向心力也可以做圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)的速度是個(gè)定值,假設(shè)路面 2 與水平面夾角為θ，則有

教師引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：向心力并不一定是由一個(gè)力提供，也可以有幾個(gè)力的合力提供?？偨Y(jié)解圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的步驟：

1.找“心臟”；確定研究對(duì)象做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面，并找到圓心和半徑

2.分析力，畫出受力示意圖；確定研究對(duì)象在某個(gè)位置所處的狀態(tài)和受力情況，判斷哪些力提供向心力

3.列方程求解。用牛頓第二定律結(jié)合勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)解。

（二）、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)

2、拱形橋

列方程求問題三：質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為只R，試畫出受力分析圖，分析汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力？通過分析，你可以得出什么結(jié)論？汽車通過橋的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力？完成教材28頁的“思考與討論”。

教師引導(dǎo)：選汽車為研究對(duì)象，對(duì)汽車進(jìn)行受力分析：汽車在豎直方向受到重力G和橋?qū)嚨闹С至1作用，這兩個(gè)力的合力提供向心力、且向心力方向向下。

建立關(guān)系式：mg-F1=mv/R 所以，汽車對(duì)橋的壓力

2F1′=F1=mg-mv/R 可見，汽車對(duì)橋的壓力F’N小于汽車的重力G，并且壓力隨汽車速度的增大而減小。

2當(dāng)N1′=N1=0時(shí)，v′=.學(xué)生規(guī)范書寫汽車在凹橋的最低點(diǎn)時(shí)的情況，豎直方向的受力如下

2圖所示，此時(shí)汽車的加速度方向向上，同理可得，N2′=N2=mg＋mv/R.小結(jié)

由分析可以看出，圓周運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)力學(xué)問題只是牛頓第二定律的應(yīng)用中的一個(gè)特例，與直線運(yùn)動(dòng)中動(dòng)力學(xué)的解題思路，分析方法完

22全相同，需要注意的是其加速度a=v/R或a=ωR方向指向圓心.如果汽車不在拱形橋的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)，前面的結(jié)論還是否能用？如果不能直接運(yùn)用，又如何來研究這一問題呢？（前面的結(jié)論能直接運(yùn)用，不過此時(shí)物體的向心加速度不等于物體的實(shí)際加速度，即要用上一節(jié)研究變速圓周運(yùn)動(dòng)的方法來處理。）

（三）課堂小結(jié)：師：今天你有哪些收獲？

生：1.知道火車轉(zhuǎn)彎外軌比內(nèi)軌高的原因

2.知道汽車過拱形橋最高點(diǎn)與凹形橋最低點(diǎn)的壓力問題 3.會(huì)解圓周運(yùn)動(dòng)問題時(shí)的步驟

（四）作業(yè)：教材課后練習(xí)1、2題 規(guī)范書寫

（五）板書設(shè)計(jì)：

第二課時(shí)：

教學(xué)活動(dòng)：

（一）引入:復(fù)習(xí)：1.向心力的公式

2.判斷向心力來源的步驟

3.解圓周運(yùn)動(dòng)問題時(shí)的步驟

設(shè)疑：在昨天汽車過拱橋的實(shí)例中，過凸的路面時(shí)，如果速度不斷變大，大到一定程度會(huì)出現(xiàn)什么情況？

學(xué)生思考：車會(huì)飛起來。

師：航天器里的失重現(xiàn)象類似于這種情況，請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材。

（二）新課教學(xué)

3、探究航天器里的失重現(xiàn)象

教師多媒體展示“最牛超車，從車頂飛過”視頻

問題四：假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M，它在地球表面附近繞地球傲勻逮圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員質(zhì)量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們?cè)诘孛嫔系闹亓?，試求座艙?duì)宇航員的支持力，此時(shí)飛船的速度多大？通過求解，你可以得出什么結(jié)論？

學(xué)生思考后討論：對(duì)宇宙飛船和宇航員整體受力分析，只受重力，則

（M+m）g=（M+m）v2/R

得

對(duì)宇航員進(jìn)行受分析，如右圖所示根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式可得

因?yàn)?，故座艙?duì)宇航員的支持力，根據(jù)牛頓第三定律可得駕駛員對(duì)座椅的壓力，駕駛員處于失重狀態(tài)。

教師追問總結(jié)：宇航員處于失重狀態(tài)是因?yàn)樗龜[脫了地球的吸引嗎？它受的引力的作用效果是什么？

（三）探究離心現(xiàn)象

過渡：如果剛才航天器速度再加快一點(diǎn)呢，會(huì)發(fā)生什么情況？

學(xué)生思考：如果飛行速度再快一點(diǎn)，由于重力不能提供足夠的向心力，航天器就飛離了地球表面，往高空去了。學(xué)生閱讀教材后思考下列問題 問題五：1.什么叫離心運(yùn)動(dòng)？

2． 物體在什么情況下做離心運(yùn)動(dòng)？ 是因?yàn)槭茈x心力的作用嗎？

3.請(qǐng)同學(xué)們列舉日常生活中有應(yīng)用了離心現(xiàn)象的例子，并試著解釋其中的原理。學(xué)生展示，教師引導(dǎo)：

1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受的合力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。

2、離心運(yùn)動(dòng)的條件：

（1）當(dāng)產(chǎn)生向心力的合外力突然消失，物體便沿所在位置的切線方向飛出。

4（2）當(dāng)產(chǎn)生向心力的合外力不完全消失，而只是小于所需要的向心力，物體將沿切線和圓周之間的一條曲線運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離圓心而去。

3、離心現(xiàn)象的本質(zhì)——物體慣性的表現(xiàn)

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于本身有慣性，總是想沿著切線方向 運(yùn)動(dòng)，只是由于向心力作用，使它不能沿切線方向飛出，而被限制著沿圓周運(yùn)動(dòng)。如果提供向心力的合外力突然消失，物體由于本身的慣性，將沿著切線方向運(yùn)動(dòng)，這也是牛頓第一定律的必然結(jié)果。如果提供向心力的合外力減小（并非受離心力），使它不足以將物體限制在圓周上，物體將做半徑變大的圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心，但“遠(yuǎn)離”不能理解為“背離”。做離心運(yùn)動(dòng)的物體并非沿半徑方向飛出，而是運(yùn)動(dòng)半徑越來越大。我們常說要一分為二的看待問題，對(duì)于離心運(yùn)動(dòng)也是一樣，我們既要利用它對(duì)我們有利的一面，同時(shí)還要預(yù)防它對(duì)我們有害的一面。

4、應(yīng)用 ：離心干燥器（洗衣機(jī)脫水筒）、汽車轉(zhuǎn)彎，棉花糖的產(chǎn)生等。(1)洗衣機(jī)脫水筒：

把一塊濕布放在離心干燥器的金屬網(wǎng)籠里，網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，水滴跟物體的附著力F足以提供所需的向心力，使水滴做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時(shí)，附著力F不足以提供所需的向心力時(shí)，水滴就做離心運(yùn)動(dòng)，穿過網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面。

思考：洗衣機(jī)脫水時(shí)轉(zhuǎn)速高時(shí)容易甩干衣物，還是轉(zhuǎn)速低時(shí)容易甩干衣物？(2)制作棉花糖的原理

內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似，里面加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動(dòng)，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀到達(dá)溫度較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細(xì)雪白，像一團(tuán)團(tuán)棉花。5.離心現(xiàn)象的防止

在水平公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大，所需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax，汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故。因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過規(guī)定的速度。

當(dāng)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪或者飛輪內(nèi)部分子間相互作用力不足以提供所需向心力時(shí)，離心運(yùn)動(dòng)就會(huì)使他們破裂，甚至釀成事故。

（三）課堂小結(jié)：師：今天你有哪些收獲？

生：1.知道航天器中的失重的本質(zhì)

2.知道離心運(yùn)動(dòng)及產(chǎn)生的條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止

（四）作業(yè)：課后練習(xí)3、4題，規(guī)范書寫（或選練習(xí)資料上的題）

（五）板書設(shè)計(jì)：

教學(xué)反思：

第三課時(shí)

教學(xué)活動(dòng)

（一）、引入：教師演示“水流星”和過山車

問：若水流星在最高點(diǎn)的速度小一點(diǎn)會(huì)怎么樣？還能過最高點(diǎn)嗎？ 學(xué)生閱讀資料書

（二）、新課教學(xué)

（四）豎直平面內(nèi)的幾個(gè)重要模型 1.輕繩模型 提出問題：最高點(diǎn)水的受力情況？向心力由哪些力提供？最低點(diǎn)水的受力情況？向心力由哪些力提供？速度最小是多少時(shí)才能保證水始終不流出？ 學(xué)生討論：最高點(diǎn)、最低點(diǎn)整體的受力情況。

師生互動(dòng)：水流星中的水在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中均由重力和壓力提供向心力，如下圖所示，要使水在最高點(diǎn)不離開杯底的條件，則N≥0

由

N＋mg=m.則

V≥

當(dāng)水桶速度v≥v0時(shí)才能經(jīng)過最高點(diǎn)

總結(jié)：用繩系水桶沿圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)最高點(diǎn)速度v0=當(dāng)v0＞當(dāng)v0＜時(shí)，水能經(jīng)過最高點(diǎn)，水受的壓力向下 時(shí)，水不能經(jīng)過最高點(diǎn)，水恰能經(jīng)過最高點(diǎn)，壓力為0，2、輕桿模型 提出問題：如果是用桿固定小球使球繞桿另一端做圓周運(yùn)動(dòng)經(jīng)最高點(diǎn)時(shí)，小球的受力情況？向心力由哪些力提供？過最高點(diǎn)的最小速度是多少？（教師演示）

學(xué)生討論：對(duì)小球，由于所受重力可以由桿給它的向上的支持力平衡，由mg－F=m得臨界速度v0=0

當(dāng)小球速度v≥0時(shí)，就可經(jīng)過最高點(diǎn)。課堂訓(xùn)練：

=0例1：如圖所示，質(zhì)量可以不計(jì)的細(xì)桿的一端固定著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端能繞光滑的水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng).讓小球在豎直平面內(nèi)繞軸O做半徑為的圓周運(yùn)動(dòng)，小球通過最高點(diǎn)時(shí)的線速度大小為v.下列說法中正確的是(BCD)A、v不能小于B、v＝C、v大于

時(shí)，小球與細(xì)桿之間無彈力作用

時(shí)，小球與細(xì)桿之間的彈力隨v增大而增大

D、v小于時(shí)，小球與細(xì)桿之間的彈力隨v減小而增大

例2：一根長l＝0.625 m的細(xì)繩，一端拴一質(zhì)量m=0.4 kg的小球，使其在豎直平面內(nèi)繞繩的另一端做圓周運(yùn)動(dòng)，求：（1）小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度；（2）若小球以速度v=3.0m／s通過圓周最高點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力多大？若此時(shí)繩突然斷了，小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)？

總結(jié)：1.抓住臨界狀態(tài)，找出臨界條件是解決這類極值問題的關(guān)鍵。2． 注意向心力的來源

（三）課堂小結(jié)：今天你有哪些收獲？

（四）作業(yè)：練習(xí)資料上的習(xí)題

（五）板書設(shè)計(jì)：

物 理 組

田 婧

第二篇：專題7：圓周運(yùn)動(dòng)

專題7：圓周運(yùn)動(dòng)

參考答案

1．向心力有哪些主要特點(diǎn)？

(1)大?。篎向＝ma向＝m

＝mω2r＝m

r＝m(2πn)2r

(2)方向：總是沿半徑方向指向圓心，方向時(shí)刻改變，是變力．

(3)效果：產(chǎn)生向心加速度．僅改變速度的方向，不改變速度的大小．

(4)產(chǎn)生：向心力是按效果命名的，不是性質(zhì)力，它可以是某一個(gè)力，也可以

是某一個(gè)力沿某方向的分力，也可以是某幾個(gè)力的合力．

題型1：描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量及其關(guān)系

1.如圖所示，在驗(yàn)證向心力公式的實(shí)驗(yàn)中，質(zhì)量相同的鋼球①放在A盤的邊緣，鋼球②放在B盤的邊緣，A、B兩盤的半徑之比為2∶1.a、b分別是與A盤、B盤同軸的輪．a(chǎn)輪、b輪半徑之比為1∶2，當(dāng)a、b兩輪在同一皮帶帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼球①②受到的向心力之比為()

A．2∶1

B．4∶1

C．1∶4

D．8∶1

解析：本題考查圓周運(yùn)動(dòng)等知識(shí)．由題意“在同一皮帶帶動(dòng)下勻速轉(zhuǎn)動(dòng)”，說明a、b兩輪的線速度相等，即va＝vb，又因a輪與A盤同軸，b輪與B盤同軸，角速度相等，聯(lián)立并代入F＝得到D項(xiàng)正確．

答案：D

2.無級(jí)變速在變速范圍內(nèi)任意連續(xù)地變換速度，性能優(yōu)于傳統(tǒng)的擋位變速，很多種高檔汽車都應(yīng)用了無級(jí)變速．如圖4－2－6是截錐式無級(jí)變速模型示意圖，兩個(gè)錐輪之間有一個(gè)滾輪，主動(dòng)輪、滾輪、從動(dòng)輪之間靠著彼此之間的摩擦力帶動(dòng)．以下判斷中正確的是()

①．當(dāng)位于主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間的滾輪從右向左移動(dòng)時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速降低，滾輪從左向右移動(dòng)時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速增加

②．當(dāng)位于主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間的滾輪從左向右移動(dòng)時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速降低，滾輪從右向左移動(dòng)時(shí)從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速增加

③．當(dāng)滾輪位于主動(dòng)輪直徑為D1、從動(dòng)輪直徑為D2的位置上時(shí)，則主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n1、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n2之間的關(guān)系為：n2＝

④．當(dāng)滾輪位于主動(dòng)輪直徑為D1、從動(dòng)輪直徑為D2的位置上時(shí)，則主動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n1、從動(dòng)輪轉(zhuǎn)速為n2之間的關(guān)系為：n2＝

A

.①②正確

B

.③④正確

C

.①④正確

D

.②③正確

解析：設(shè)某一時(shí)刻，滾輪位于主動(dòng)輪直徑為D1、從動(dòng)輪直徑為D2的位置上，三個(gè)輪的輪緣的線速度相等，得n1D1＝n2D2，即n2＝，故③選項(xiàng)正確，④錯(cuò)誤；當(dāng)位于主動(dòng)輪與從動(dòng)輪之間的滾動(dòng)輪從左向右移動(dòng)時(shí)，D1變小，D2變大，在n1不變的情況下，n2變小，反之，當(dāng)滾輪從右向左移動(dòng)時(shí)，D1變大，D2變小，在n1不變的情況下，n2變大，故②正確，①錯(cuò)誤

.答案：D

在分析傳動(dòng)問題時(shí)，關(guān)鍵要抓住兩點(diǎn)

1．固定在一起共軸轉(zhuǎn)動(dòng)的物體上各點(diǎn)的角速度相同．

2．不打滑的摩擦傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)的兩輪邊緣上各點(diǎn)的線速度大小相等．

3.圖示所示為某一皮帶傳動(dòng)裝置．主動(dòng)輪的半徑為r1，從動(dòng)輪的半徑為r2.已知主動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，轉(zhuǎn)動(dòng)過程中皮帶不打滑．下列說法正確的是()

①．從動(dòng)輪做順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

②．從動(dòng)輪做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)

③．從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n

④．從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n

A．①③正確

B．②③正確

C．①④正確

D．②④正確

解析：本題考查的知識(shí)點(diǎn)是圓周運(yùn)動(dòng)．因?yàn)橹鲃?dòng)輪順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從動(dòng)輪通過皮帶的摩擦力帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以從動(dòng)輪逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，選項(xiàng)①錯(cuò)誤②正確；由于通過皮帶傳動(dòng)，皮帶與輪邊緣接觸處的速度相等，所以由2πnr1＝2πn2r2，得從動(dòng)輪的轉(zhuǎn)速為n2＝，選項(xiàng)③正確④錯(cuò)誤．

答案：B

4.圖是自行車傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的示意圖，其中Ⅰ是大齒輪，Ⅱ是小齒輪，Ⅲ是后輪．

(1)假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n

r/s，則大齒輪的角速度是________

rad/s.(2)要知道在這種情況下自行車前進(jìn)的速度有多大，除需要測量大齒輪Ⅰ的半徑r1，小齒輪Ⅱ的半徑r2外，還需要測量的物理量是________．

(3)用上述量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的表達(dá)式：________________.解析：(1)大齒輪的角速度ω1＝2πn.(2)對(duì)Ⅰ、Ⅱ兩齒輪有ω1r1＝ω2r2，設(shè)后輪半徑為R，則自行車前進(jìn)的速度v

＝ω2R＝·R＝.所以還需要測量的物理量是后輪的半徑R.(3)v＝

答案：(1)2πn(2)后輪的半徑R(3)v＝

題型2：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析

圓周運(yùn)動(dòng)中動(dòng)力學(xué)問題的解答方法

1．確定做圓周運(yùn)動(dòng)的物體作為研究對(duì)象．

2．明確運(yùn)動(dòng)情況，包括搞清楚運(yùn)動(dòng)的速率v、半徑R及圓心O的位置等．

3．分析受力情況，對(duì)物體實(shí)際受力情況進(jìn)行正確的分析，畫出受力圖，確定指向圓心的合外力F(即提供向心力)．

4．合理選用公式F＝ma＝

5.如圖所示，固定的錐形漏斗內(nèi)壁是光滑的，內(nèi)壁上有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球A和B，在各自不同的水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是()

A．vA>vB

B．ωA>ωB

C．a(chǎn)A>aB

D．壓力NA>NB

答案：A

6.小球m用長為L的懸線固定在O點(diǎn),在O點(diǎn)正下方有一光滑圓釘C(如圖所示).今把小球拉到懸線呈水平后無初速地釋放,當(dāng)懸線呈豎直狀態(tài)且與釘相碰時(shí)下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.小球的角速度突然增大

B.小球的向心加速度突然增大

C.釘子的位置越靠近小球,線就越容易斷

D.釘子的位置越遠(yuǎn)離小球,線就越容易斷

【解析】

當(dāng)繩豎直碰到釘子的瞬間,小球的速度不變,但轉(zhuǎn)動(dòng)半徑減小,由知增大,選項(xiàng)A正確;由知,向心加速度變大,選項(xiàng)B正確;根據(jù)/r知,r越小,則懸線的拉力越大,懸線越容易斷,選項(xiàng)C對(duì)D錯(cuò).【答案】D

7.隨著經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，近年來我國私家車數(shù)量快速增長，高級(jí)和一級(jí)公路的建設(shè)也正加速進(jìn)行．為提高公路彎道部分的行車速度，防止發(fā)生側(cè)滑，常將彎道部分設(shè)計(jì)成外高內(nèi)低的斜面．如果某品牌汽車的質(zhì)量為m，汽車行駛時(shí)彎道部分的半徑為r，汽車輪胎與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，路面設(shè)計(jì)的傾角為θ，如圖4－2－8所示．(重力加速度g取10

m/s2)

(1)為使汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)不打滑，汽車行駛的最大速度是多少？

(2)若取sin

θ＝，r＝60

m，汽車輪胎與雨雪路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝0.3，則彎道部分汽車行駛的最大速度是多少？

解析：(1)汽車彎道處的運(yùn)動(dòng)可認(rèn)為是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道平面在水平面

內(nèi)對(duì)汽車受力分析如圖所示，豎直方向：Ncos

θ＝mg＋fsinθ

水平方向：Nsin

θ＋fcos

θ＝

又f＝μN(yùn)，可得v＝

(2)代入數(shù)據(jù)可得：v＝14.6

m/s.8.如圖甲所示，一根細(xì)線上端固定在S點(diǎn)，下端連一小鐵球A，讓小鐵球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此裝置構(gòu)成一圓錐擺(不計(jì)空氣阻力)．下列說法中正確的是()

A．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到重力、繩子的拉力和向心力作用

B．小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的角速度一定大于

(l為擺長)

C．另有一個(gè)圓錐擺，擺長更大一點(diǎn)，兩者懸點(diǎn)相同，如圖4－2－19乙所示，如果改變兩小球的角速度，使兩者恰好在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則B球的角速度大于A球的角速度

D．如果兩個(gè)小球的質(zhì)量相等，則在圖乙中兩條細(xì)線受到的拉力相等

解析：如下圖所示，小鐵球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，只受到重力和繩子的拉力，而向心力

是由重力和拉力的合力提供的，故A項(xiàng)錯(cuò)誤．根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式可得：mgtan

θ＝mlω2sin

θ，即ω＝.當(dāng)小鐵球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，θ一定大于零，即cos

θ一定小于1，因此，當(dāng)小鐵球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)角速度一定大于，故B項(xiàng)正確．設(shè)點(diǎn)S到點(diǎn)O的距離為h，則mgtan

θ＝mhω2tan

θ，即ω＝，若兩圓錐擺的懸點(diǎn)相同，且兩者恰好在同一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們的角速度大小一定相等，即C項(xiàng)錯(cuò)誤．如右上圖所示，細(xì)線受到的拉力大小為T＝，當(dāng)兩個(gè)小球的質(zhì)量相等時(shí)，由于θA＜θB，即cos

θA＞cos

θB，所示A球受到的拉力小于B球受到的拉力，進(jìn)而可以判斷兩條細(xì)線受到的拉力大小不相等，故D項(xiàng)錯(cuò)誤．

答案：B

9.(2010·衡水模擬)如圖所示，在豎直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，a、b兩點(diǎn)間距為40

cm，細(xì)線ac長50

cm，bc長30

cm，在c點(diǎn)系一質(zhì)量為m的小球，在轉(zhuǎn)動(dòng)軸帶著小球轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，下列說法不正確的是()

A．轉(zhuǎn)速小時(shí)，ac受拉力，bc松弛

B．bc剛好拉直時(shí)ac中拉力為1.25mg

C．bc拉直后轉(zhuǎn)速增大，ac拉力不變

D．bc拉直后轉(zhuǎn)速增大，ac拉力增大

10.鐵路轉(zhuǎn)彎處常豎立一速度標(biāo)示牌,即火車以此速度大小行駛時(shí),車輪邊緣和內(nèi)、外側(cè)鐵軌均無擠壓作用.如果火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度小于標(biāo)示速度,那么（）

A.外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓作用

B.內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓作用

C.內(nèi)、外側(cè)鐵軌與輪緣均有擠壓作用

D.內(nèi)、外側(cè)鐵軌與輪緣均無擠壓作用

【解析】

當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)若對(duì)輪緣無擠壓,則火車只受重力和鐵軌的支持力如圖,由牛頓第二定律得:mgtan,此時(shí)有v=當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎速度小于時(shí),所需的向心力減小,所以導(dǎo)致內(nèi)軌對(duì)火車內(nèi)側(cè)車輪輪緣有水平向左的壓力,B選項(xiàng)正確.【答案】

B

.11.如圖所示，一個(gè)豎直放置的圓錐筒可繞其中心OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，筒內(nèi)壁粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點(diǎn)的高度為筒高的一半．內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊隨圓錐筒一起做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則下列說法正確的是()

A．小物塊所受合外力指向O點(diǎn)

B．當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω＝時(shí)，小物塊受摩擦力可能沿AO方向，也可能背離AO方向

C．當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω>

時(shí)，小物塊受摩擦力沿AO方向

D．當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω<

時(shí)，小物塊受摩擦力沿AO方向

解析：勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體所受合外力提供向心力，指向物體圓周運(yùn)動(dòng)軌跡的圓心，A項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)小物塊在A點(diǎn)隨圓錐筒做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且其所受到的摩擦力為零時(shí)，小物塊在筒壁A點(diǎn)時(shí)受到重力和支持力的作用，它們的合力提供向心力，設(shè)筒轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω，有：mgtan

θ＝mω2·，由幾何關(guān)系得：tan

θ＝，聯(lián)立以上各式解得ω＝，B項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)角速度變大時(shí)，小物塊所需向心力增大，故摩擦力沿AO方向，其水平方向分力提供部分向心力，C項(xiàng)正確；當(dāng)角速度變小時(shí)，小物塊所需向心力減小，故摩擦力沿OA方向，抵消部分支持力的水平分力，D項(xiàng)錯(cuò)．

答案：

C

12.如圖所示,一根細(xì)線下端拴一個(gè)金屬小球P,細(xì)線的上端固定在金屬塊Q上,Q放在帶小孔的水平桌面上.小球在某一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圓錐擺).現(xiàn)使小球改到一個(gè)更高一些的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(圖上未畫出),兩次金屬塊Q都保持在桌面上靜止.則后一種情況與原來相比較,下面的判斷中正確的是

…（）

A.Q受到桌面的支持力變大

B.Q受到桌面的靜摩擦力變小

C.小球P運(yùn)動(dòng)的角速度變大

D.小球P運(yùn)動(dòng)的周期變大

【解析】

小球受力分析如圖,豎直方向有,Tcosmg,水平方向有Tsinsintan.當(dāng)小球改到一個(gè)更高一些的水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),即變大,則角速度變大,選項(xiàng)C對(duì)D錯(cuò);豎直方向上仍有T′cos而Q受到桌面的支持力′cos選項(xiàng)A錯(cuò)誤;Q受到桌面的靜摩擦力f=T′sinsin隨變大而增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.【答案】

C

13.當(dāng)汽車通過拱橋頂點(diǎn)的速度為5

m/s時(shí),車對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍氐?/4,如果要使汽車在粗糙的橋面行駛至橋頂時(shí),不受摩擦力作用,則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢?yīng)為多少?

【解析】

設(shè)拱橋的半徑為r,速度為5

m/s時(shí),根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式,對(duì)車有/r,N=3mg/4.車不受摩擦力,即車對(duì)橋的壓力為零,有/r.解以上各式得

m/s.題型3：離心運(yùn)動(dòng)

(1)當(dāng)F＝mrω2時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；

(2)當(dāng)F＝0時(shí)，物體沿切線方向飛出；

(3)當(dāng)F

向心運(yùn)動(dòng)，當(dāng)提供向心力的合外力大于做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力時(shí)，即F>mrω2，物體漸漸向圓心靠近．如圖所示．

14.如圖是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)的情形，轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動(dòng)．對(duì)于摩托車滑動(dòng)的問題，下列論述正確的是()

A．摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用

B．摩托車所受外力的合力小于所需的向心力

C．摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去

D．摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去

解析：本題考查圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律和離心現(xiàn)象．摩托車只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，沒有離心力，A項(xiàng)錯(cuò)誤；摩托車正確轉(zhuǎn)彎時(shí)可看作是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受的合力等于向心力，如果向外滑動(dòng)，說明提供的向心力即合力小于需要的向心力，B項(xiàng)正確；摩托車將在沿線速度方向與半徑向外的方向之間做離心曲線運(yùn)動(dòng)，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤．

答案：B

15.中央電視臺(tái)《今日說法》欄目最近報(bào)道了一起發(fā)生在湖南長沙某區(qū)湘府路上的離奇交通事故．

家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個(gè)月內(nèi)連續(xù)遭遇了七次大卡車側(cè)翻在自家門口的場面，第八次有輛卡車沖進(jìn)李先生家，造成三死一傷和房屋嚴(yán)重?fù)p毀的血腥慘案．經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖4－2－12所示．交警根據(jù)圖示作出以下判斷，你認(rèn)為正確的是()

①．由圖可知汽車在拐彎時(shí)發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)檐囎鲭x心運(yùn)動(dòng)

②．由圖可知汽車在拐彎時(shí)發(fā)生側(cè)翻是因?yàn)檐囎鱿蛐倪\(yùn)動(dòng)

③．公路在設(shè)計(jì)上可能內(nèi)(東)高外(西)低

④．公路在設(shè)計(jì)上可能外(西)高內(nèi)(東)低

A．①④正確

B．②③正確

C．①③正確

D．②④正確

解析：由題圖可知發(fā)生事故時(shí)，卡車在做圓周運(yùn)動(dòng)，從圖可以看出卡車沖入民宅時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)①正確，選項(xiàng)②錯(cuò)誤；如果外側(cè)高，卡車所受重力和支持力提供向心力，則卡車不會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，也不會(huì)發(fā)生事故，故選項(xiàng)③正確．

答案：

C

題型4：豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題

16.長L＝0.5

m質(zhì)量可忽略的細(xì)桿，其一端可繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，另一端固定著一個(gè)物體A.A的質(zhì)量為m＝2

kg，當(dāng)A通過最高點(diǎn)時(shí)，如圖4－3－3所示，求在下列兩種情況下桿對(duì)小球的力：

(1)A在最低點(diǎn)的速率為m/s；

(2)A在最低點(diǎn)的速度為6

m/s.解析：對(duì)物體A由最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程，機(jī)械能守恒．

即

①

假設(shè)細(xì)桿對(duì)A的彈力F向下，則A的受力圖如右圖所示．

以A為研究對(duì)象，在最高點(diǎn)有mg＋F＝

所以F＝

(1)當(dāng)v0＝m/s時(shí)，由①式得v＝1

m/s.F＝2×（－10)N＝－16

N，負(fù)值說明F的實(shí)際方向與假設(shè)向下的方向相反，即桿給A向上的16

N的支撐力．

(2)當(dāng)v0＝6

m/s時(shí)，由①式得v＝4

m/s.F＝2×（－10)N＝44

N

正值說明桿對(duì)A施加的是向下的44

N的拉力．

答案：(1)16

N　向上(2)44

N　向下

在例1中若把細(xì)桿換成細(xì)繩，則在(1)(2)兩種情況下小球能通過最高點(diǎn)嗎？

若能，此時(shí)細(xì)繩對(duì)小球的拉力為多少？

答案：(1)v0＝

m/s時(shí)不能(2)v0＝6

m/s時(shí)能　44

N

由于兩種模型過最高點(diǎn)的臨界條件不同，所以在分析問題時(shí)首先明確是哪種模型，然后再利用條件討論．

17.m為在水平傳送帶上被傳送的小物體(可視為質(zhì)點(diǎn))，A為終端皮帶輪，如圖4－3－7所示，已知皮帶輪半徑為

r，傳送帶與皮帶輪間不會(huì)打滑，當(dāng)m可被水平拋出時(shí)，A輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是()

A.B.C.D.解析：當(dāng)m被水平拋出時(shí)只受重力的作用，支持力N＝0.在圓周最高點(diǎn)，重力提供向心力，即mg＝，所以v＝.而v＝2πf·r，所以f＝＝，所以每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最小為，A正確．

答案：A

18.如圖所示，小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，內(nèi)側(cè)壁半徑為R，小球半徑為r，則下列說法正確的是()

A．小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin＝

B．小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin＝0

C．小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力

D．小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，外側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力

解析：小球沿管上升到最高點(diǎn)的速度可以為零，故A錯(cuò)誤，B正確；小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，由外側(cè)管壁對(duì)小球的作用力FN與球重力在背離圓心方向的分力Fmg的合力提供向心力，即：N－Fmg＝m，因此，外側(cè)管壁一定對(duì)球有作用力，而內(nèi)側(cè)壁無作用力，C錯(cuò)誤；小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，小球受管壁的作用力與小球速度大小有關(guān)，D錯(cuò)誤．

答案：B

19.如圖所示,一輕桿一端固定在O點(diǎn),另一端固定一小球,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),通過最高點(diǎn)時(shí),由于球?qū)U有作用,使桿發(fā)生了微小形變,關(guān)于桿的形變量與球在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小關(guān)系,正確的是（）

A.形變量越大,速度一定越大

B.形變量越大,速度一定越小

C.形變量為零,速度一定不為零

D.速度為零,可能無形變

【解析】

桿的形變量可能是伸長量,也可能是壓縮量.如果伸長量越大,即桿對(duì)球向下的拉力越大,則小球的速度越大;如果壓縮量越大,即桿對(duì)球向上的支持力越大,則小球的速度越小,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;如果桿的形變量為零,即桿對(duì)球沒有力作用,則小球的重力提供向心力,速度不為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.【答案】

C

20.如圖所示,從光滑的1/4圓弧槽的最高點(diǎn)滑下的小滑塊,滑出槽口時(shí)速度方向?yàn)樗椒较?槽口與一個(gè)半球頂點(diǎn)相切,半球底面為水平,若要使小物塊滑出槽口后不沿半球面下滑,已知圓弧軌道的半徑為半球的半徑為則和應(yīng)滿足的關(guān)系是

（）

A.B.C.D.【解析】

小物塊滑到槽口時(shí),若對(duì)球面沒有壓力即重力不大于向心力時(shí),則其滑出槽口后不沿半球面下滑.根據(jù)機(jī)械能守恒可得小物塊滑到槽口時(shí)的速度為v,有/2.在槽口有/解得.【答案】

D

21.如圖所示，半徑為R，內(nèi)徑很小的光滑半圓管道豎直放置，質(zhì)量為m的小球以某一速度進(jìn)入管內(nèi)，小球通過最高點(diǎn)P時(shí)，對(duì)管壁的壓力為0.5mg.求：

(1)小球從管口飛出時(shí)的速率；

(2)小球落地點(diǎn)到P點(diǎn)的水平距離．

解析：(1)分兩種情況，當(dāng)小球?qū)芟虏坑袎毫r(shí)，則有mg－0.5mg＝，v1＝.當(dāng)小球?qū)苌喜坑袎毫r(shí)，則有mg＋0.5mg＝，v2＝

(2)小球從管口飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，2R＝gt2，t＝2，S1＝v1t＝R，Sx2＝v2t＝R.答案：(1)

或

(2)R或R

題型5：勻速圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題

22.用一根細(xì)繩，一端系住一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端懸在光滑水平桌面

上方h處，繩長l大于h，使小球在桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．求若使小球不離開桌面，其轉(zhuǎn)速最大值是()

A.B．

C.D．

解析：以小球?yàn)檠芯繉?duì)象，小球受三個(gè)力的作用：重力G、水平面支持力FN、繩子拉力F.在豎直方向合力為零，在水平方向合力為所需向心力，繩與豎直方向夾角為θ，則R＝htan

θ，F(xiàn)cos

θ＋N＝mg

Fsin

θ＝mω2R＝m4π2n2htan

θ

當(dāng)球即將離開水平面時(shí)N＝0，轉(zhuǎn)速n有最大值，即

mg＝，nmax＝

答案：A

23.如圖所示，物塊在水平圓盤上，與圓盤一起繞固定軸飛速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列說法中正確的是()

A．物塊處于平衡狀態(tài)

B．物塊受三個(gè)力作用

C．在角速度一定時(shí)，物塊到轉(zhuǎn)軸的距離越遠(yuǎn)，物塊越不容易脫離圓盤

D．在物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí)，物塊運(yùn)動(dòng)周期越小，越不容易脫離圓盤

解析：對(duì)物塊受力分析可知，物塊受豎直向下的重力、垂直圓盤向上的支持力及指向圓心的摩擦力共三個(gè)力作用，合力提供向心力，A錯(cuò)，B正確．根據(jù)向心力公式F＝mrω2可知，當(dāng)ω一定時(shí)，半徑越大，所需的向心力越大，越容易脫離圓盤；根據(jù)向心力公式F＝mr2可知，當(dāng)物塊到轉(zhuǎn)軸距離一定時(shí)，周期越小，所需向心力越大，越容易脫離圓盤，C、D錯(cuò)誤．

答案：B

第三篇：《生活中圓周運(yùn)動(dòng)》說課稿

《生活中圓周運(yùn)動(dòng)》說課稿

《生活中圓周運(yùn)動(dòng)》說課稿1

今天我說課的內(nèi)容是《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》，本次說課我將分為6個(gè)步驟，

一、教材分析

本課是人教版（必修2）第五章的第七節(jié)，是圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用課，內(nèi)容豐富，教材中例子的選擇都各有特點(diǎn)，很有代表性：

鐵路的彎道——是分析水平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

拱形橋和凹形橋——是分析豎直面上的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)

航天器中的失重現(xiàn)象——研究宇宙飛船失重問題

離心運(yùn)動(dòng)——是研究向心力不足時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)

根據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，本節(jié)內(nèi)容安排兩課時(shí)，本課只研究前兩部分，鐵路的彎道分析，也會(huì)放在先分析汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎之后進(jìn)行，這樣做的目的是為了讓學(xué)生的探究從易到難。

學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容既能進(jìn)一步鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)過的受力分析，牛頓第二定律、向心加速度、向心力等知識(shí)，又能增強(qiáng)物理知識(shí)與日常生活，宇宙開發(fā)的聯(lián)系，同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科學(xué)愛科學(xué)用科學(xué)的思想。

二、教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)教學(xué)大綱的要求，以及本課與實(shí)際生活聯(lián)系緊密的特點(diǎn)，我特制定如下教學(xué)目標(biāo)。

（一） 知識(shí)目標(biāo)

1、加深對(duì)向心力的認(rèn)識(shí)，會(huì)在實(shí)際問題中分析向心力的來源。

2、學(xué)會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)的方法，并應(yīng)用到拱形橋、彎道等實(shí)際的例子中。

3、通過對(duì)幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)事例的分析，掌握牛頓第二定律分析向心力的方法。

（二） 能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生概括總結(jié)知識(shí)的能力。

（三） 情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

通過向心力在具體問題中的應(yīng)用，體會(huì)圓周運(yùn)動(dòng)的奧妙，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。

三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

正確認(rèn)識(shí)向心力的來源是本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)。學(xué)生常常誤以為向心力是一種特殊的力，是做圓周運(yùn)動(dòng)的物體另外受到的力，如何正確認(rèn)識(shí)向心力的來源，是解決實(shí)際問題的關(guān)鍵，在教學(xué)中應(yīng)充分重視這一點(diǎn)，因此，分析向心力來源既是本節(jié)的重點(diǎn)又是本節(jié)的難點(diǎn)。

在教學(xué)中注意通過多分析實(shí)例使學(xué)生獲得正確認(rèn)識(shí)，抓住先分析物體所受的力（受力分析），再分析向心力的來源。明確告訴學(xué)生受力分析只分析性質(zhì)力。

四、教法學(xué)法

本節(jié)課所采用的教學(xué)法主要有：

圖示法 利用圖片、影片、示意圖等使本節(jié)內(nèi)容更加形象直觀簡潔的展現(xiàn)給學(xué)生。

問題發(fā)現(xiàn)法 通過設(shè)問的方式激發(fā)學(xué)生的探究動(dòng)力

情景教學(xué)法 通過創(chuàng)設(shè)生活情景培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

學(xué)法

學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中

主動(dòng)探索、積極參與

通過獨(dú)立思考、小組討論

找尋規(guī)律，尋找解決問題的思維和方法

在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中充分體現(xiàn)教師主導(dǎo)，學(xué)生主體的教育理念

五、教學(xué)過程

為了更好實(shí)現(xiàn)三維教學(xué)目標(biāo)，首先通過視頻播放學(xué)生感興趣的視頻：火車轉(zhuǎn)彎，讓學(xué)生觀察思考、激發(fā)學(xué)生的求知欲，在學(xué)生觀看視頻的過程中提示學(xué)生認(rèn)真觀察火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)有什么特點(diǎn)，然后引入本節(jié)課所研究的火車轉(zhuǎn)彎模型，水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)。

一、水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 的研究

探討課本的第一個(gè)問題：火車的轉(zhuǎn)彎問題，鑒于學(xué)生對(duì)于火車軌道及火車輪子結(jié)構(gòu)不是很了解，通過視頻圖片讓學(xué)生對(duì)火車軌道的結(jié)構(gòu)及火車輪子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)有一定的了解過后，然后讓學(xué)生自主探究火車在水平軌道轉(zhuǎn)彎時(shí)向心力的來源，通過探究不難發(fā)現(xiàn)，火車在水平軌道轉(zhuǎn)彎向心力來源于外軌對(duì)火車輪緣的側(cè)向擠壓力，接下來繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考，火車在水平軌道轉(zhuǎn)彎有何弊端，并鼓勵(lì)學(xué)生討論如何去改進(jìn)。通過教師的引導(dǎo)，學(xué)生的討論與思考，最后得到結(jié)論：

可將火車外軌與內(nèi)軌呈現(xiàn)一定的高度差，并且當(dāng)火車所受重力及支持力的合力恰好提供為向心力時(shí)，可以有效避免火車內(nèi)外軌道受到擠壓，并進(jìn)一步聯(lián)系實(shí)際，在實(shí)際軌道一旦建成的情況下，進(jìn)一步分析火車通過軌道速度應(yīng)該滿足的條件，讓學(xué)生充分領(lǐng)略用物理知識(shí)解決生活中實(shí)際問題的樂趣。

二、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 的研究

在這一部分中，我首先設(shè)置了三個(gè)問題。

1、汽車在水平的路面勻速行駛或靜止時(shí)，路面所受到的壓力如何？

2、汽車在拱形橋頂點(diǎn)靜止時(shí)，橋面所受到的壓力如何？

接下來使問題進(jìn)一步深化

3、汽車以速度v通過拱形橋最高點(diǎn)時(shí)，橋面所受到的壓力又如何？

通過層層遞進(jìn)的問題，使學(xué)生的思維活動(dòng)不斷深入，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。

接下來轉(zhuǎn)換情景，讓學(xué)生獨(dú)立分析汽車以速度v通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)，凹形橋所受壓力的情況。為進(jìn)一步擴(kuò)展學(xué)生視野，可繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生思考，在生活中為什么我們的橋梁大多數(shù)建成拱形，而凹形橋卻很少，并將這一部分知識(shí)與必修一所學(xué)的超重與失重聯(lián)系起來

接下來是拓展訓(xùn)練部分，在拓展訓(xùn)練部分，我設(shè)置了兩個(gè)事例，第一個(gè)火車以速度v通過傾斜彎道時(shí)向心力來源的分析，第二個(gè)，過山車通過最高點(diǎn)時(shí)，人對(duì)座位壓力情況的分析，通過這兩個(gè)事例的研究，加深學(xué)生對(duì)向心力的認(rèn)識(shí)，并能將所學(xué)內(nèi)容應(yīng)用到更多的實(shí)際問題中，培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力及知識(shí)的遷移能力。

作業(yè)布置

作業(yè)的布置可要求學(xué)生完成思考與討論，假如將整個(gè)地球看成一個(gè)巨大的拱形橋，汽車以多大的速率通過地面時(shí)，可對(duì)地面的壓力為零，通過這一部分的思考與討論可激發(fā)學(xué)生的求知欲、增進(jìn)學(xué)生的想象力，并為進(jìn)一步探索新知識(shí)，解決新問題開辟更廣闊的空間。

最后是課堂小結(jié)

課堂小結(jié)將安排在板書上進(jìn)行

六、板書設(shè)計(jì)

本節(jié)課的板書主要板書了兩種生活中圓周運(yùn)動(dòng)常見模型的受力分析及其向心力的來源，這樣的板書簡潔直觀，使本節(jié)課的重點(diǎn)一目了然，

尊重的評(píng)委各位老師，在我的整個(gè)教學(xué)中重在引導(dǎo)：

通過創(chuàng)設(shè)情景，教師引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析，發(fā)現(xiàn)問題：通過創(chuàng)設(shè)疑問，教師引導(dǎo)學(xué)生思考、小組討論，解決問題。充分體現(xiàn)教師主導(dǎo)，學(xué)生主體的地位。

《生活中圓周運(yùn)動(dòng)》說課稿2

一、教材分析

（一）地位

《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》這節(jié)課是新課標(biāo)人教版《物理》必修第二冊(cè)第六章《曲線運(yùn)動(dòng)》一章中的第八節(jié)，也是該章最后一節(jié)。本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)、向心加速度、向心力以后的一節(jié)應(yīng)用課，通過研究圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律在生活中的具體應(yīng)用，使學(xué)生深入理解圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律，并且結(jié)合日常生活中的某些生活體驗(yàn)，加深物理知識(shí)在頭腦中的印象。

（二）教材處理

教材中的“火車轉(zhuǎn)彎”與“汽車過拱橋”根據(jù)學(xué)生接受的難易程度，順序作了對(duì)調(diào)，并把最后一部分“離心運(yùn)動(dòng)”放到下一節(jié)課處理。

（三）教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能目標(biāo)

（1）進(jìn)一步加深對(duì)向心力的認(rèn)識(shí)，會(huì)在實(shí)際問題中分析向心力的來源。

（2）培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生概括總結(jié)知識(shí)的能力。

（3）了解航天器中的失重現(xiàn)象。

2、過程與方法目標(biāo)

（1）學(xué)會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)方法，會(huì)分析拱形橋、彎道等實(shí)際的例子，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力。

（2）通過對(duì)幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的'事例分析，掌握用牛頓第二定律分析向心力的方法。

（3）能從日常生活中發(fā)現(xiàn)與圓周運(yùn)動(dòng)有關(guān)的知識(shí)，并能用所學(xué)知識(shí)去解決發(fā)現(xiàn)的問題。

3、情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

（1）通過向心力在具體問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。

（2）體會(huì)圓周運(yùn)動(dòng)的奧妙，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的求知欲。

（四）重點(diǎn)分析具體問題中向心力的來源。依據(jù)：學(xué)生常常誤認(rèn)為向心力是一種特殊的力，是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體另外受到的力，課本中明確指出這種看法是錯(cuò)誤的，以及如何正確認(rèn)識(shí)向心力的來源，并且對(duì)向心力的來源分析地比較仔細(xì)，因此教學(xué)中應(yīng)充分重視這一點(diǎn)。

（五）難點(diǎn)在具體問題中分析向心力來源，尤其是在火車轉(zhuǎn)彎問題中。突破辦法：組織學(xué)生多討論，多做練習(xí)，對(duì)學(xué)生不太熟悉的火車車輪結(jié)構(gòu)等問題借助演示圖片加以說明，使學(xué)生更易理解。

二、教法分析

（一）教學(xué)方法：創(chuàng)設(shè)情景法，討論法，推理法和分析歸納法。

（二）教學(xué)手段：多媒體輔助教學(xué)，主要PowerPoint演示文稿以及圖片，并輔以視頻。多媒體使用說明：多媒體作為教學(xué)輔助手段，使空洞的語言描述得以形象地展現(xiàn)，增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。

三、學(xué)法分析

通過展示圖片、視頻創(chuàng)設(shè)情境，以提問的方式引導(dǎo)學(xué)生展開問題的討論，并歸納總結(jié)出結(jié)論。過程中體現(xiàn)“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的教育思想。讓學(xué)生進(jìn)入角色充當(dāng)課堂教學(xué)的主體，幫助學(xué)生自覺、生動(dòng)地進(jìn)行思維活動(dòng)。使學(xué)生既學(xué)到了知識(shí)又掌握了學(xué)習(xí)方法，既培養(yǎng)了能力又發(fā)展了智力。

四、課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

（一）引課復(fù)習(xí)提問圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度、向心力相關(guān)知識(shí)，以及物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和變速圓周運(yùn)動(dòng)向心力的來源。請(qǐng)同學(xué)舉例生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，以此引入新課。

（二）新課教學(xué)主要過程

●汽車過拱形橋的問題通過提問，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入狀態(tài)。

問題1：如果汽車在水平路面上勻速行駛或靜止時(shí)，在豎直方向上受力如何？

問題2：如果汽車在拱形橋頂點(diǎn)靜止時(shí)，橋面受到的壓力如何？

問題3：如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過拱形橋的最高點(diǎn)的時(shí)候，橋面受到的壓力如何？引導(dǎo)學(xué)生分析受力情況，并逐步求得橋面所受壓力。

分析過程：

（1）確定研究對(duì)象；

（2）分析汽車的受力情況；

（3）找圓心；

（4）確定F合即F向心力的方向；

（5）列方程，得結(jié)論。

問題4：根據(jù)上式，結(jié)合前面的問題你能得出什么結(jié)論？

a、汽車對(duì)橋面的壓力小于汽車的重力mg；

b、汽車行駛的速度越大，汽車對(duì)橋面的壓力越小。

問題5：試分析如果汽車的速度不斷增大，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？當(dāng)速度不斷增大的時(shí)候，壓力會(huì)不斷減小，當(dāng)達(dá)到時(shí)，汽車對(duì)橋面完全沒有壓力，汽車“飄離”橋面。

問題6：汽車的速度比更大呢？汽車會(huì)怎么運(yùn)動(dòng)？（提示，此時(shí)汽車受力、速度、加速度如何）汽車以大于或等于的速度駛過拱形橋的最高點(diǎn)時(shí)，汽車與橋面的相互作用力為零，汽車只受重力，又具有水平方向的速度的，因此汽車將做平拋運(yùn)動(dòng)。

問題7：如果是凹形橋，汽車行駛在最低點(diǎn)時(shí)，橋面受到的壓力如何？

問題8：前面我們?cè)?jīng)學(xué)習(xí)過超重和失重現(xiàn)象，那么試?yán)谩俺?、失重”的觀點(diǎn)定性分析汽車在拱形橋最高點(diǎn)，凹形橋的最低點(diǎn)分別處于哪種狀態(tài)？超失重現(xiàn)象不只發(fā)生在豎直方向運(yùn)動(dòng)的物體上，而是豎直方向是否有加速度，與速度方向無關(guān)。強(qiáng)調(diào)：汽車做的不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，我們?nèi)允褂昧藙蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的公式，原因是向心力和向心加速度的公式對(duì)于高速圓周運(yùn)動(dòng)同樣適用。汽車過橋問題，實(shí)質(zhì)上是物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，由于物體所受重力的大小mg及方向（豎直向下）恒定不變，因此當(dāng)物體經(jīng)過圓周上各個(gè)不同位置時(shí)，重力對(duì)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的作用是不同的。此處可以引導(dǎo)學(xué)生分析豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)以外的向心力的來源。

●火車轉(zhuǎn)彎的問題展示火車沿直線運(yùn)動(dòng)情況，火車車輪的特殊結(jié)構(gòu)。

問題1：請(qǐng)根據(jù)你了解的以及你剛才從圖片中觀察到的情況，說一說火車的車輪結(jié)構(gòu)如何？軌道結(jié)構(gòu)如何？車輪內(nèi)側(cè)輪緣半徑大于車輪半徑，軌道將兩車輪的輪緣卡在里面。

問題2：火車在平直的軌道上勻速行駛時(shí)，所受合力如何？

問題3：如果軌道是水平的，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)火車做曲線運(yùn)動(dòng)，所受外力怎么樣？

問題4：如果軌道是水平的，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，做曲線運(yùn)動(dòng)，需要的向心力由哪些力提供呢？

問題5：火車的質(zhì)量很大，行駛的速度也不很小，如此長時(shí)間后，對(duì)軌道和列車有什么影響？

問題6：如何改進(jìn)才能夠使軌道和輪緣不容易損壞呢？提示：從分析向必力的來源著手。

設(shè)計(jì)：使路面向圓心一側(cè)傾斜一個(gè)很小的角度，使外軌略高于內(nèi)軌，這樣，重力和支持力的合力提供了向心力，外軌就不受輪緣的擠壓了。再次展示火車轉(zhuǎn)彎時(shí)候的圖片，提醒學(xué)生觀察軌道的情況。

總結(jié)：1、如果在轉(zhuǎn)彎處使外軌道略高于內(nèi)軌道，火車受力不是豎直的，而是斜向軌道的內(nèi)側(cè)。它與重力的合力指向圓心，成為使火車轉(zhuǎn)彎的向心力。

2、如果根據(jù)R和火車行駛速度v適當(dāng)調(diào)整內(nèi)外軌道的高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供，這樣外軌道就不再受輪緣的擠壓了。

問題7：當(dāng)軌道平面與水平面之間的夾角θ和轉(zhuǎn)彎半徑R確定的時(shí)候，速度多大時(shí)軌道不受擠壓？

問題8：如果火車實(shí)際行駛的速度大于此速度時(shí)，向心力應(yīng)該由哪些力提供？如果小于此速度又怎么樣呢？引申：公路轉(zhuǎn)彎處路面的特點(diǎn)。

●航天器中的失重現(xiàn)象就教材58頁“思考與討論”展開討論。然后以繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船為例做些說明，當(dāng)飛船距地面高度為一、二百千米時(shí)，它的軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員受到的地球引力近似等于他在地面測得的體重，除此之外，他還可能受到飛船座艙對(duì)他的支持力FN，引力與支持力的合力為他提供了繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力。當(dāng)時(shí)，座艙對(duì)航天員的支持力FN=0，航天員處于失重狀態(tài)。

總結(jié)：其實(shí)在任何關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)，又不受阻力的飛行器中都是一個(gè)完全失重的環(huán)境。此處觀看1分鐘視頻。說明：因?yàn)樵谙乱徽隆度f有引力與航天》中對(duì)此類問題有更詳細(xì)的闡述，所以在此處僅作簡單介紹，使學(xué)生簡單了解。

（三）鞏固練習(xí)

針對(duì)“汽車過橋”和“火車轉(zhuǎn)彎”分別設(shè)計(jì)兩道例題，再做兩道拓展習(xí)題。

（四）課堂小結(jié)

請(qǐng)同學(xué)來完成，再進(jìn)行適當(dāng)補(bǔ)充。

（五）布置作業(yè)五、板書設(shè)計(jì)

《生活中圓周運(yùn)動(dòng)》說課稿3

尊敬的評(píng)委、老師們：

大家好！

今天我說課的內(nèi)容是《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》。

本次說課我將分為六個(gè)部分。

一、教材分析

本課是人教版（必修2）第五章的第7節(jié)，本節(jié)是圓運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用課，內(nèi)容豐富，教材中每個(gè)例子的選擇都各有特長，很有代表性：鐵路的彎道是分析水平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)；拱形橋和凹形橋是分析豎直面上的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)；航天器中的失重現(xiàn)象研究失重問題；離心運(yùn)動(dòng)則研究向心力不足時(shí)物體的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)。

跟據(jù)學(xué)生實(shí)際情況，本節(jié)內(nèi)容將安排兩課時(shí)，本課只研究前兩部分內(nèi)容。前兩個(gè)部分中的鐵路的彎道分析，也會(huì)放在先分析汽車在水平路面轉(zhuǎn)彎之后進(jìn)行。這樣做的目的是為了讓學(xué)生的探究從易到難。

學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容既能進(jìn)一步鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)過的受力分析、牛頓第二定律，向心加速度、向心力等知識(shí)，又能增強(qiáng)物理知識(shí)與日常生活、宇宙開發(fā)的聯(lián)系，同時(shí)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣、培養(yǎng)學(xué)生愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的思想熱情。

二、教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)教學(xué)大綱的要求，本節(jié)課與生活緊密聯(lián)系的特點(diǎn)，我制定如下教學(xué)目標(biāo)：

（一） 知識(shí)目標(biāo)

1． 進(jìn)一步加深對(duì)向心力的認(rèn)識(shí)，會(huì)在實(shí)際問題中分析向心力的來源。

2． 學(xué)會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)方法，會(huì)分析拱形橋、彎道等實(shí)際的例子。

3． 通過對(duì)幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的事例分析，掌握用牛頓第二定律分析向心力的方法。

（二） 能力目標(biāo)

培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立觀察、分析問題、解決問題的能力，提高學(xué)生概括總結(jié)知識(shí)的能力。

（三） 情感態(tài)度與價(jià)值觀

通過向心力在具體問題中的應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生將物理知識(shí)應(yīng)用于生活和生產(chǎn)實(shí)踐的意識(shí)。體會(huì)圓周運(yùn)動(dòng)的奧妙，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)物理知識(shí)的興趣。

三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

如何正確認(rèn)識(shí)向心力的來源是教學(xué)中的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

學(xué)生常常誤認(rèn)為向心力是一種特殊的力，是做圓周運(yùn)動(dòng)的物體另外受到的力。如何正確認(rèn)識(shí)向心力的來源，是解決實(shí)際問題的關(guān)鍵。在教學(xué)中應(yīng)充分重視這一點(diǎn)，因此，分析向心力來源既是本節(jié)的重點(diǎn)又是本節(jié)的難點(diǎn)。

在教學(xué)中我會(huì)注意通過多分析實(shí)例使學(xué)生獲得正確認(rèn)識(shí)。抓住先分析物體所受的力（受力分析），再分析向心力的來源。

四、教法、學(xué)法

教法：本節(jié)課主要運(yùn)用的教學(xué)方法有圖示法：利用圖片、影片、示意圖等，使本課內(nèi)容更直觀、形象、簡潔的展現(xiàn)給學(xué)生。問題發(fā)現(xiàn)法：通過設(shè)問方式，激發(fā)學(xué)生探究動(dòng)力。情景教學(xué)法：通過創(chuàng)設(shè)生活情景，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。

學(xué)法：學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，主動(dòng)探索、積極參與；通過獨(dú)立思考、分組討論的方式，找尋規(guī)律，尋找解決問題的思維和方法。

在整個(gè)教學(xué)過程中，充分體現(xiàn)“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”的現(xiàn)代教育理論

五、教學(xué)過程

為了較好的落實(shí)三維目標(biāo)，首先通過視頻播放學(xué)生感興趣的賽車事故，讓學(xué)生觀察、思考，激發(fā)學(xué)生的求知欲。在觀看視頻過程中，提問使學(xué)生注意，最容易發(fā)生事故的位置在哪些路段。

然后引入本課所研究的兩種生活模型：水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)和豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)的分析。

（一）水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)

汽車在水平彎道轉(zhuǎn)彎

通過這一部分的學(xué)習(xí)，主要讓學(xué)生知道，物體做圓周運(yùn)動(dòng)必然需要向心力，并學(xué)會(huì)如何從具體的問題中去找出向心力。從而得到解決問題的一般方法。并將得到的一般方法應(yīng)用到接下來的探究過程中。

火車轉(zhuǎn)彎

通過觀察視頻、圖片

自主探究—火車在水平軌道轉(zhuǎn)彎

有何弊端？

如何改進(jìn)？

（二）豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)

引導(dǎo)學(xué)生思考？

1、汽車在水平路面勻速行駛或靜止時(shí)，在豎直方向受力如何？

2、如果汽車在拱形橋頂點(diǎn)靜止時(shí)，橋面所受壓力如何？

3、如果汽車在拱形橋上，以某一速度V通過最高點(diǎn)時(shí)，橋面所受壓力又如何？

通過層層遞進(jìn)的問題，使學(xué)生的思維活動(dòng)不斷深入。培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維。

分析完汽車以一速度V通過拱形橋頂點(diǎn)時(shí)，橋面受壓力之后，接下來轉(zhuǎn)換情景，讓學(xué)生獨(dú)立在草稿紙上分析汽車以一速度V通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)，橋面所受壓力情況。

為進(jìn)一步擴(kuò)張學(xué)生視野，引導(dǎo)學(xué)生思考，生活中的橋梁為什總是建成拱形橋，而凹形橋卻很少呢？并將這一部分知識(shí)與必修一所學(xué)的超重與失重聯(lián)系起來。

擴(kuò)展練習(xí)

1、分析汽車以一定速率通過傾斜彎道時(shí)向心力的來源。

2、分析游樂場中“過山車”通過最高點(diǎn)時(shí)人對(duì)座椅的壓力又怎樣？

最后共同探討課書上的思考與討論：把地球看成一個(gè)巨大的拱形橋，汽車的速度達(dá)到多大時(shí)與地面的壓力為零？

六、板書設(shè)計(jì)

本課的板書，主要板書了兩種生活中圓周運(yùn)動(dòng)重要模型的受力分析，以及向心力的來源。這樣的板書，簡潔，直觀。使本課的重點(diǎn)一目了然。

第四篇：生活中的圓周運(yùn)動(dòng)教案aa

第五章 第8節(jié) 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

作者單位 莒縣一中 姓名 董守峰

（一）教材分析：

本節(jié)課是在學(xué)生學(xué)習(xí)了圓周運(yùn)動(dòng)、向心加速度、向心力以后的一節(jié)應(yīng)用課，加深物理知識(shí)在頭腦中的印象，同時(shí)有利于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力。通過本節(jié)學(xué)習(xí)建立起來的解題思路也為以后研究天體運(yùn)動(dòng)、帶電粒子在磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)等問題奠定了基礎(chǔ)。

（二）教學(xué)目標(biāo)：

1、知識(shí)與技能：

（1）會(huì)在具體問題中分析向心力的來源，進(jìn)一步認(rèn)識(shí)和理解向心力是效果力。（2）運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活實(shí)際中的具體問題。

2、過程與方法

（1）通過對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，滲透理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，提高學(xué)生分析和解決問題的能力。

（2）通過勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律也可以在變速圓周運(yùn)動(dòng)中使用，滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系，提高學(xué)生的分析能力。

（3）通過對(duì)離心現(xiàn)象的實(shí)例分析，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）通過對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析，使學(xué)生明確具體問題必須具體分析，理解物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會(huì)用合理、科學(xué)的方法處理問題。

（2）通過離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止的實(shí)例分析．使學(xué)生明白事物都是一分為二的，要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)來看待問題。

（3）養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價(jià)值觀。

（三）教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：

理解向心力是一種效果力；在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題。教學(xué)難點(diǎn)：

具體問題中向心力的來源；關(guān)于對(duì)臨界問題的討論和分析；對(duì)變速圓周運(yùn)動(dòng)的理解和處理。

（四）教學(xué)用具:多媒體

（五）教學(xué)過程：

1、鐵路的彎道

6.8—1并提出問題：火車受幾個(gè)力作用？這幾個(gè)力的關(guān)系如何？

火車受到4個(gè)力的作用，各為兩對(duì)平衡力，即合外力為零。其中重力和支持力的合力為零，牽引力和摩擦力的合力為零，那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)情況會(huì)有何不同呢？ 提出問題：

（1）轉(zhuǎn)彎與直線前進(jìn)有何不同？（2）畫出受力示意圖，并結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況分析各力的關(guān)系？（轉(zhuǎn)彎時(shí)火車的速度方向在不斷變化，故其一定有加速度，其合外力一定不為零。）轉(zhuǎn)彎時(shí)合外力不為零，即需要提供向心力，而平直路前行不需要，那么火車轉(zhuǎn)彎時(shí)是如何獲得向心力的？進(jìn)一步受力分析得：需增加的一個(gè)向心力（效果力），由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的彈力提供。

問題：擠壓的后果會(huì)怎樣？（由于火車質(zhì)量、速度比較大，故所需向心力也很大。這樣的話，輪緣和鐵軌之間的擠壓作用力將很大，導(dǎo)致的后果是鐵軌容易損壞，軌緣也容易損壞。）那么應(yīng)該如何解決這一實(shí)際問題，結(jié)合學(xué)過的知識(shí)加以討論，提出可行的解決方案，并畫出受力圖，加以定性說明。

交流與討論：學(xué)生發(fā)揮自己的想象能力，結(jié)合知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案，結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解?? 如圖6.8—l所示：

（火車受的重力和支持力的合力提供向心力，對(duì)內(nèi)外軌都無擠壓，這樣就達(dá)到了保護(hù)鐵軌的目的。）請(qǐng)同學(xué)們運(yùn)用剛才的分析進(jìn)一步討論：實(shí)際的鐵路上為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速度有條件限制？

2、拱形橋

問題：質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為只R，試畫出受力分析圖，分析汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力？通過分析，你可以得出什么結(jié)論？ 在最高點(diǎn)，對(duì)汽車進(jìn)行受力分析，確定向心力的來源；由牛頓第二定律列出方程求出汽車受到的支持力：由牛頓第三定律求出橋面受到的壓力：F’N=G—mv2/r 可見，汽車對(duì)橋的

壓力F’N小于汽車的重力G，并且壓力隨汽車速度的增大而減小。

請(qǐng)同學(xué)們進(jìn)一步考慮當(dāng)汽車對(duì)橋的壓力剛好減為零時(shí)，汽車的速度有多大。當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？（把 F’N=0代人上式可得，此時(shí)汽車的速度為

v?gR，當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度時(shí)，就會(huì)發(fā)生汽車飛出去的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象我們?cè)陔娪袄锟吹竭^。）

下面再一起共同分析汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)，汽車對(duì)橋的壓力比汽車的重力大些還是小些？（汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)，汽車對(duì)橋的壓力比汽車的重力大。）

如果汽車不在拱形橋的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)，前面的結(jié)論還是否能用？如果不能直接運(yùn)用，又如何來研究這一問題呢？（前面的結(jié)論能直接運(yùn)用，不過此時(shí)物體的向心加速度不等于物體的實(shí)際加速度，即要用上一節(jié)研究變速圓周運(yùn)動(dòng)的方法來處理。）課堂訓(xùn)練

例1：一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車，駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面，重力加速度g=10m／s2．求：

（1）若橋面為凹形，汽車以20m／s的速度通過橋面最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面壓力是多大？（2）若橋面為凸形，汽車以l0m／s的速度通過橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面壓力是多大？（3）汽車以多大速度通過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面剛好沒有壓力？

解：（1）汽車通過凹形橋面最低點(diǎn)時(shí)，在水平方向受到牽引力F和阻力f，在豎直方向受到橋面向上的支持力N1和向下的重力G＝mg，如圖6．8—2所示：

圓強(qiáng)形軌道的圓心在汽車上方，支持力Nl與重力G=mg的合力為N1—mg，這個(gè)合力就是汽車通過橋面最低點(diǎn)時(shí)的向心力，即F向=N1—mg。由向心力公式有：N1—mg= mv2/R

3、航天器中的失重現(xiàn)象

從剛才研究的一道例題可以看出，當(dāng)汽車通過拱形橋凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，如果車速達(dá)到一定大小，則可使汽車對(duì)橋面的壓力為零，如果我們把地球想象為特大的“拱形橋”，則情形如何呢?會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況；速度達(dá)到一定程度時(shí)，地面對(duì)車的支持力是零?這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少？駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少？他這時(shí)可能有什么感覺？

假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M，它在地球表面附近繞地球傲勻逮圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員質(zhì)量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們?cè)诘孛嫔系闹亓?，試求座艙?duì)宇航員的支持力，此時(shí)飛船的速度多大？通過求解，你可以得出什么結(jié)論？（運(yùn)用牛頓第二定律可解得：宇宙飛船的速度為

Rg，再對(duì)宇航員進(jìn)行分析可得，此時(shí)座椅對(duì)宇航員的支持力為零，即航天員處于失重狀態(tài)。）

4、幾個(gè)重要圓周運(yùn)動(dòng)模型 ①輕繩系一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)的最小速度。②輕桿固定一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)的最小速度。③小球沿豎直平面內(nèi)光滑圓環(huán)的內(nèi)側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)的最小速度。④小球在豎直平面內(nèi)的光滑管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，最高點(diǎn)的最小速度。

① ② ③ ④

5、離心運(yùn)動(dòng)

做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？如果物體受的合力不足以提供向心力，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？發(fā)表你的見解并說明原因。（做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用，它會(huì)沿切線飛出去，如體育中的“鏈球”運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員手一放后，“鏈球”馬上飛了出去。）

如果向心力突然消失，物體由于慣性，會(huì)沿切線方向飛出去。

如果物體受的合力不足以提供向心力，物體雖不能沿切線方向飛出去．但會(huì)逐漸遠(yuǎn)離圓心．這兩種運(yùn)動(dòng)都叫做離心運(yùn)動(dòng)。

討論與思考：請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合生活實(shí)際，舉出物體做離心運(yùn)動(dòng)的例子，在這些例子中，離心運(yùn)動(dòng)是有益的還是有害的？你能說出這些例子中離心運(yùn)動(dòng)是怎樣發(fā)生的嗎？

（六）教學(xué)評(píng)價(jià)

基礎(chǔ)練習(xí)：

1．如圖6.8—7所示，汽車以一定的速度經(jīng)過一個(gè)圓弧形橋面的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車的受力及汽車對(duì)橋面的壓力情況，以下說法正確的是???()

A.在豎直方向汽車受到三個(gè)力：重力、橋面的支持力和向心力 B.在豎直方向汽車只受兩個(gè)力：重力和橋面的支持力 C.汽車對(duì)橋面的壓力小于汽車的重力 D.汽車對(duì)橋面的壓力大于汽車的重力

2．一輛汽車以速度。勻逮轉(zhuǎn)彎，若車輪與地面間的最大靜摩擦力為車重的k倍，求汽車轉(zhuǎn)彎的最小半徑？

3．雜技演員在做水流星表演時(shí)，用繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若水的質(zhì)量m＝0．5 kg，繩長l=60cm，求：（1）最高點(diǎn)水不流出的最小速率，（2）水在最高點(diǎn)速率v＝3 m／s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力。

基礎(chǔ)過關(guān)：

1． 一根長l＝0.625 m的細(xì)繩，一端拴一質(zhì)量m=0.4 kg的小球，使其在豎直平面內(nèi)繞繩的另一端做圓周運(yùn)動(dòng)，求：（1）小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度；（2）若小球以速度v=3.0m／s通過圓周最高點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力多大？

若此時(shí)繩突然斷了，小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)？

2．一細(xì)繩拴一質(zhì)量m＝100 g的小球，在豎直平面內(nèi)傲半徑R=40 cm的圓周運(yùn)動(dòng)，取g＝10 m／s2，求；小球恰能通過圓周最高點(diǎn)時(shí)的速度，小球以v=3．0 m／s的速度通過圓周最低點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力；小球v2＝5．0m／s的速度通過圓周最低點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力？ 3． 一輛m＝2.0X103 kg的汽車在水平公路上行駛，經(jīng)過半徑r=50m的彎路時(shí)，如果車速

v＝72 km／h，這輛汽車會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)滑?已知輪胎與路面間的最大靜摩擦力 Fmax=1.4×104 N． 能力提升：

1．一根原長為20cm的輕質(zhì)彈簧，勁度系數(shù)k=20 N／m，一端拴著一個(gè)質(zhì)量為1 kg的小球，在光滑的水平面上繞另一端做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，此時(shí)彈簧的實(shí)際長度為25 cm，如圖6.8—8所示。求：小球運(yùn)動(dòng)的線速度為多大？小球運(yùn)動(dòng)的周期為多大？

2．質(zhì)量為m=0.02 kg的小球，與長為l＝0.4 m的不計(jì)質(zhì)量的細(xì)桿一端連接，以桿的另一端為軸，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)．速度分別為v1=0，v2=l m／s，v3＝2 m／s，v4=4 m／s時(shí)，桿分別對(duì)小球施加什么方向的力？大小如何？

3．一架滑翔機(jī)以180km／h的速率，沿著半徑為1 200m的水平圓弧飛行，計(jì)算機(jī)翼和水平面間夾角的正切值。(取g=10m／s2)4．如圖6.8—9所示，圓弧形拱橋AB的圓弧半徑為40 m，橋高l0m，一輛汽車通過橋中央時(shí)橋受壓力為車重的1/2，汽車的速率多大?若汽車通過橋中央時(shí)對(duì)橋恰無壓力，汽車的落地點(diǎn)離AB中點(diǎn)P多遠(yuǎn)？

（七）板書設(shè)計(jì)

1、鐵路的彎道

（1）討論向心力的來源：

（2）外軌高于內(nèi)軌時(shí)重力與支持力的合力是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力（3）討論：為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速度有條件限制？

2、拱形橋

（1）思考：汽車過拱形橋時(shí)，對(duì)橋面的壓力與重力誰大？（2）圓周運(yùn)動(dòng)中的超重。失重情況。

3、航天器中的失重現(xiàn)象

4、幾個(gè)重要圓周運(yùn)動(dòng)模型

5、離心運(yùn)動(dòng)

（1）離心現(xiàn)象的分析與討論。（2）離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。

（八）教學(xué)反思

本節(jié)課設(shè)置了較多的情景，準(zhǔn)備了真實(shí)事件的圖片，希望使物理課堂更貼近生活，使物理知識(shí)真正走近學(xué)生，據(jù)此激發(fā)學(xué)生的問題意識(shí)，拓寬學(xué)生的思維空間。但是，學(xué)生主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的情況較少，應(yīng)進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)。

（九）教學(xué)資源

教學(xué)積累、上網(wǎng)查找：

（十）參考答案

基礎(chǔ)練習(xí)：1．BC 2．v2/kg

3、基礎(chǔ)過關(guān) ：

1、2、(1)2 m／s(2)1．25 N(3)7．25 N

3、會(huì)發(fā)生側(cè)滑 能力提升：

1、0.5 m／s 3．14 s2、0．2N的支持力 0．15N的支持力，0N(無作用力)0．6 N的拉力

3、tan0＝4/254、102m／s 202m

第五篇：5.7生活中的圓周運(yùn)動(dòng)教案

第五章、曲線運(yùn)動(dòng) 第七節(jié)、生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

教 案

新課標(biāo)要求：

1、知識(shí)與技能

（1）、知道如果一個(gè)力或幾個(gè)力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速，它就是圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力。會(huì)在具體問題中分析向心力的來源。（2）、理解勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。

（3）、知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)，會(huì)求變速圓周運(yùn)動(dòng)中物體在特殊點(diǎn)的向心力和向心加速度。

2、過程與方法

（1）、通過對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，滲透理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，提高學(xué)生的分析和解決問題的能力.（2）、通過勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律也可以在變速圓周運(yùn)動(dòng)中使用，滲透特殊性和一般性之間的辯證關(guān)系，提高學(xué)生的分析能力.（3）、通過對(duì)離心現(xiàn)象的實(shí)例分析，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

（1）、通過對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析，使學(xué)生明確具體問題必須具體分析，學(xué)會(huì)用合理、科學(xué)的方法處理問題。

（2）、通過離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止的實(shí)例分析，使學(xué)生明白事物都是一分為二的，要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)來看待問題。教學(xué)重點(diǎn)

1、理解向心力是一種效果力。

2、在具體問題中能找到向心力，并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題。教學(xué)難點(diǎn)

1、具體問題中向心力的來源。

2、關(guān)于對(duì)臨界問題的討論和分析。教學(xué)方法

教師啟發(fā)、引導(dǎo)，講授法、分析歸納法、推理法、分層教學(xué)法；討論、交流學(xué)習(xí)成果。教學(xué)工具

投影儀、CAI課件、多媒體輔助教學(xué)設(shè)備等 教學(xué)過程

（一）引入新課

教師活動(dòng)：復(fù)習(xí)勻速圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)點(diǎn)（提問）

①描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的各個(gè)物理量及其相互關(guān)系。②從動(dòng)力學(xué)角度對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)。學(xué)生活動(dòng)：思考并回答問題。

教師活動(dòng)：傾聽學(xué)生的回答，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。

導(dǎo)入新課：學(xué)以致用是學(xué)習(xí)的最終目的，本節(jié)課通過幾個(gè)具體實(shí)例的探討來深入理解相 關(guān)知識(shí)點(diǎn)并學(xué)會(huì)應(yīng)用。

（二）進(jìn)行新課

1、鐵路的彎道

教師活動(dòng)：［CAI課件］模擬在平直軌道上勻速行駛的火車。提出問題：

1、火車受幾個(gè)力作用？

2、這幾個(gè)力的關(guān)系如何？

學(xué)生活動(dòng)：

1、觀察火車運(yùn)動(dòng)情況。

2、畫出受力示意圖，結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況分析各力的關(guān)系。師生互動(dòng)：

1、火車受重力、支持力、牽引力及摩擦力。

2、四個(gè)合力為零，其中重力和支持力合力為零，牽引力和摩擦力合力為零。教師活動(dòng)：

［過渡］那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)情況會(huì)有何不同呢？ ［CAI課件］模擬平彎軌道火車轉(zhuǎn)彎情形。提出問題：

1.轉(zhuǎn)彎與直進(jìn)有何不同？

2、畫出受力示意圖，結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況分析各力的關(guān)系。學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合所學(xué)知識(shí)討論分析 師生互動(dòng)：

［結(jié)論］轉(zhuǎn)彎時(shí)需要提供向心力，而平直路前行不需要。

受力分析得：需增加一個(gè)向心力（效果力），由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的彈力提供。教師活動(dòng)：

提出問題：擠壓的后果會(huì)怎樣？

學(xué)生討論：由于火車質(zhì)量、速度比較大，故所需向心力也很大。這樣的話，輪緣和鐵軌之間的擠壓作用力將很大，導(dǎo)致的后果是鐵軌容易損壞，軌緣也容易損壞。教師活動(dòng)：

設(shè)疑引申：那么應(yīng)該如何解決這一實(shí)際問題？結(jié)合學(xué)過的知識(shí)加以討論，提出可行的解決方案，并畫出受力圖，加以定性說明。

學(xué)生活動(dòng)：發(fā)揮自己的想象能力，結(jié)合知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)方案。結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解。教師活動(dòng)：聽取學(xué)生的匯報(bào)，點(diǎn)評(píng)。投影學(xué)生的受力圖，進(jìn)行定性分析

火車受的重力和支持力的合力提供向心力，對(duì)內(nèi)外軌都無擠壓，這樣就達(dá)到了保護(hù)鐵軌的目的。

強(qiáng)調(diào)說明：向心力是水平的.2、拱形橋

教師活動(dòng)：播放錄像，交通工具（自行車、汽車等）過拱形橋。

投影問題情境：質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，分析汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力。通過分析，你可以得出什么結(jié)論？

學(xué)生活動(dòng)：在練習(xí)本上獨(dú)立畫出汽車的受力圖，推導(dǎo)出汽車對(duì)橋面的壓力。學(xué)生代表發(fā)言。教師活動(dòng)：投影學(xué)生推導(dǎo)過程，聽取學(xué)生見解，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。

解題思路：在最高點(diǎn)，對(duì)汽車進(jìn)行受力分析，確定向心力的來源；由牛頓第二定律列出方程求出汽車受到的支持力；由牛頓第三定律求出橋面受到的壓力?？梢姡噷?duì)橋的壓力小于汽車的重量G，并且，壓力隨汽車速度的增大而減小。

思考：當(dāng)汽車對(duì)橋的壓力剛好減為零時(shí)，汽車的速度有多大？當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度時(shí)，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？

學(xué)生活動(dòng)：思考問題并發(fā)表見解。

點(diǎn)評(píng)：通過對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析，滲透理論聯(lián)系實(shí)際的觀點(diǎn)，提高學(xué)生的分析和解決問題的能力。

3、航天器中的失重現(xiàn)象

學(xué)生活動(dòng)：在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船中的宇航員，除了地球引力外，還可能受到飛船座艙對(duì)他的支持力FN。

學(xué)生分析：若在近軌道繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)：得：FＮ=mg － mv2/r 當(dāng)速度達(dá)到極限速度時(shí)，座艙對(duì)他的支持力FＮ= 0，航天員處于完全失重狀態(tài)。

教師總結(jié)：其實(shí)對(duì)于任何一個(gè)按慣性飛行（只受重力作用）的飛行器或容器，其中的所有物體都處于完全失重狀態(tài)。

4、離心運(yùn)動(dòng)

教師活動(dòng)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？如果物體受的合力不足以提供向心力，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？發(fā)表你的見解并說明原因。學(xué)生活動(dòng)：思考并發(fā)表見解。

教師活動(dòng)：聽取學(xué)生代表的發(fā)言，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。

如果向心力突然消失，物體由于慣性，會(huì)沿切線方向飛出去。如果物體受的合力不足以提供向心力，物體雖不能沿切線方向飛出去，但會(huì)逐漸遠(yuǎn)離圓心。這兩種運(yùn)動(dòng)都叫作離心運(yùn)動(dòng)。結(jié)合生活實(shí)際，舉出物體作離心運(yùn)動(dòng)的例子。在這些例子中，離心運(yùn)動(dòng)是有益的還是有害的？你能說明出這些例子中離心運(yùn)動(dòng)是怎樣發(fā)生的嗎？ 學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真思考并討論問題，學(xué)生代表發(fā)表見解。教師活動(dòng)：聽取學(xué)生見解，點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。

點(diǎn)評(píng)：培養(yǎng)學(xué)生觀察生活的良好品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題解決問題的主動(dòng)求知的意識(shí)。

（三）課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

教師活動(dòng)：讓學(xué)生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請(qǐng)一個(gè)同學(xué)到黑板上總結(jié)，其他同學(xué)在筆記本上總結(jié)，然后請(qǐng)同學(xué)評(píng)價(jià)黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學(xué)生活動(dòng)：認(rèn)真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會(huì)寫下來、比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。

點(diǎn)評(píng)：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生概括總結(jié)能力。

（四）實(shí)例探究

［例1］雜技演員在做水流星表演時(shí)，用繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，若水的質(zhì)量m＝0.5 kg，繩長l＝60 cm，求：（1）最高點(diǎn)水不流出的最小速率；

（2）水在最高點(diǎn)速率v＝3 m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力。

點(diǎn)評(píng)：抓住臨界狀態(tài)，找出臨界條件是解決這類極值問題的關(guān)鍵.【思考】若本題中將繩換成輕桿，將桶換成球，上面所求的臨界速率還適用嗎? ［例2］如圖所示，在水平固定的光滑平板上，有一質(zhì)量為M的質(zhì)點(diǎn)P，與穿過中央小孔H的輕繩一端連著。平板與小孔是光滑的，用手拉著繩子下端，使質(zhì)點(diǎn)做半徑為a、角速度為ω1的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若繩子迅速放松至某一長度b而拉緊，質(zhì)點(diǎn)就能在以半徑為b的圓周上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).求質(zhì)點(diǎn)由半徑a到b所需的時(shí)間及質(zhì)點(diǎn)在半徑為b的圓周上運(yùn)動(dòng)的角速度.板書一覽

5.7 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

一、鐵路的彎道

gHR1、軌道水平：外軌對(duì)車的彈力提供向心力 v?L2、軌道水平：內(nèi)軌對(duì)車的彈力、重力、支持力提供向心力。

3、實(shí)際中，鐵軌修好后H、R、L定，又g給定值，所以火車拐彎時(shí)的車速為一定值：

二、拱形橋

1、汽車過平橋：FN=G

v=gr2、汽車過凸形橋：FＮ=G － mv2/r 極限速度：

3、汽車過凸橋時(shí)： FＮ =G＋mv2/r

三、航天器中的失重現(xiàn)象

四、離心現(xiàn)象

1、離心運(yùn)動(dòng)

2、合外力與向心力的關(guān)系

3、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止 作業(yè)

完成課后習(xí)題“思考與練習(xí)”中的題目。

課后反思：教師要學(xué)會(huì)放開，讓學(xué)生自己探究、總結(jié)所學(xué)內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識(shí)框架。