第一篇:高中物理新課標(biāo)人教版必修2優(yōu)秀教案: 向心力
向心力 整體設(shè)計(jì)
向心力是本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn),由向心加速度和牛頓第二定律引入向心力是教材所用的方法,這與以前的先學(xué)習(xí)向心力再學(xué)習(xí)向心加速度有所不同.學(xué)生對(duì)于向心力的理解不是很清楚,本節(jié)重點(diǎn)突出了向心力的理解及向心力在圓周運(yùn)動(dòng)中的作用.而向心力概念的學(xué)習(xí),應(yīng)及時(shí)強(qiáng)調(diào)指出,向心力是根據(jù)力的效果命名的,而不是根據(jù)力的性質(zhì)命名的,它不是重力、彈力、摩擦力等以外的特殊力,而是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)受到的合外力,沿著半徑指向圓心,它的方向時(shí)刻改變.本節(jié)的難點(diǎn)是運(yùn)用向心力、向心加速度知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象,處理有關(guān)問題.在學(xué)習(xí)時(shí)可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)實(shí)例:用細(xì)線系著的小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)或是一些生活中的實(shí)例讓學(xué)生體驗(yàn)或觀察,從而引入向心力概念.教學(xué)重點(diǎn)
向心力概念的建立及計(jì)算公式的得出及應(yīng)用.教學(xué)難點(diǎn)
向心力的來源.時(shí)間安排
1課時(shí)
三維目標(biāo) 知識(shí)與技能
1.理解向心力的概念.2.知道向心力大小與哪些因素有關(guān).理解公式的確切含義,并能用來計(jì)算.3.會(huì)根據(jù)向心力和牛頓第二定律的知識(shí)分析和討論與圓周運(yùn)動(dòng)相關(guān)的物理現(xiàn)象.過程與方法
1.通過向心力概念的學(xué)習(xí),知道從不同角度研究問題的方法.2.體會(huì)物理規(guī)律在探索自然規(guī)律中的作用及其運(yùn)用.情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.經(jīng)歷科學(xué)探究的過程,領(lǐng)略實(shí)驗(yàn)是解決物理問題的一種基本途徑,培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.2.通過探究活動(dòng),使學(xué)生獲得成功的喜悅,提高他們學(xué)習(xí)物理的興趣和自信心.3.通過向心力和向心加速度概念的學(xué)習(xí),認(rèn)識(shí)實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)研究的作用,體 會(huì)物理規(guī)律與生活的聯(lián)系.課前準(zhǔn)備
細(xì)桿、細(xì)繩(2)、小球、直尺、秒表、盛水的透明小桶.教學(xué)過程
導(dǎo)入新課
情景導(dǎo)入
前面兩節(jié)課,我們學(xué)習(xí)、研究了圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征,知道了如何描述圓周運(yùn)動(dòng).知道了什么是向心加速度和向心加速度的計(jì)算公式,這節(jié)課我們?cè)賮韺W(xué)習(xí)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征.觀察下面幾幅圖片,并根據(jù)圖做水流星實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生自己體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)中力的變化,考慮一下為什么做圓周運(yùn)動(dòng)的物體沒有沿著直線飛出去而是沿著一個(gè)圓周運(yùn)動(dòng).前三幅圖可以看出物體之所以沒有沿直線飛出去是因?yàn)橛欣K子在拉著物體,而第四幅圖是太陽系各個(gè)行星繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)是由于太陽和行星之間有引力作用,是太陽和行星之間的引力使各個(gè)行星繞太陽在做圓周運(yùn)動(dòng).如果沒有繩的拉力和太陽與行星之間的引力,那么這些物體就不可能做圓周運(yùn)動(dòng),也就是說做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體都會(huì)受到一個(gè)力,這個(gè)力拉著物體使物體沿著圓形軌道在運(yùn)動(dòng),我們把這個(gè)力叫做向心力.復(fù)習(xí)導(dǎo)入
復(fù)習(xí)舊知
1.向心加速度:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,加速度指向圓心,這個(gè)加速度稱為向心加速度.2.表達(dá)式:an=v2r=rω.23.牛頓第二定律:物體加速度的大小跟作用力成正比,跟物體的質(zhì)量成反比,加速度的方向跟作用力的方向相同.表達(dá)式:F=ma.推進(jìn)新課
一、向心力
通過剛才的學(xué)習(xí)我們知道了向心力和向心加速度具有相同的方向,都指向圓心,而且物體是在向心力的作用下做圓周運(yùn)動(dòng),因此我們根據(jù)牛頓第二定律可知向心力的大小為: Fn=m an=m實(shí)驗(yàn)探究
演示實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證上面的推導(dǎo)式):研究向心力跟物體質(zhì)量m、軌道半徑r、角速度ω的定量關(guān)系.實(shí)驗(yàn)裝置:向心力演示器 v2R=m rω2=mr(2?T)2.演示:搖動(dòng)手柄,小球隨之做勻速圓周運(yùn)動(dòng).①向心力與質(zhì)量的關(guān)系:ω、r一定,取兩球使mA=2mB,觀察:(學(xué)生讀數(shù))FA=2FB,結(jié)論:向心力F∝m.②向心力與半徑的關(guān)系:m、ω一定,取兩球使rA=2rB,觀察:(學(xué)生讀數(shù))FA=2FB,結(jié)論:向心力F∝r.③向心力與角速度的關(guān)系:m、r一定,使ωA=2ωB,觀察:(學(xué)生讀數(shù))FA=4FB,結(jié)論:向心力F∝ω2.歸納總結(jié):綜合上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力與物體的質(zhì)量成正比,與半徑成正比,與角速度的二次方成正比.但不能由一個(gè)實(shí)驗(yàn)、一個(gè)測(cè)量就得到定論,實(shí)際上要進(jìn)行多次測(cè)量,大量實(shí)驗(yàn),但我們不可能一一去做.同學(xué)們由剛才所做的實(shí)驗(yàn)得出:m、r、ω越大,F(xiàn)越大;若將實(shí)驗(yàn)稍加改進(jìn),如教材中所介紹的小實(shí)驗(yàn),加一彈簧秤測(cè)出F,可粗略得出結(jié)論(要求同學(xué)回去做).我們還可以設(shè)計(jì)很多實(shí)驗(yàn)都能得出這一結(jié)論,說明這是一個(gè)帶有共性的結(jié)論.測(cè)出m、r、ω的值,可知向心力大小為:F=mrω.二、實(shí)驗(yàn):用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力表達(dá)式
原理:如圖所示,讓細(xì)繩擺動(dòng)帶動(dòng)小球做圓周運(yùn)動(dòng),逐漸增大角速度直到繩剛好拉直,用秒表測(cè)出n轉(zhuǎn)的時(shí)間t,計(jì)算出周期T,根據(jù)公式計(jì)算出小球的角速度ω.用刻度尺測(cè)出圓半徑r和小球距懸點(diǎn)的豎直高度h,計(jì)算出角θ的正切值.向心力F=mgtanθ,測(cè)出數(shù)值驗(yàn)證公式mgtanθ=mrω.22課堂訓(xùn)練
1.下列關(guān)于向心力的說法中,正確的是()A.物體由于做圓周運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生了一個(gè)向心力
B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,其向心力為其所受的合外力 C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,其向心力不變 D.向心加速度決定向心力的大小
2.有長(zhǎng)短不同、材料相同的同樣粗細(xì)的繩子,各拴著一個(gè)質(zhì)量相同的小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),那么()
A.兩個(gè)小球以相同的線速度運(yùn)動(dòng)時(shí),長(zhǎng)繩易斷 B.兩個(gè)小球以相同的角速度運(yùn)動(dòng)時(shí),長(zhǎng)繩易斷 C.兩個(gè)球以相同的周期運(yùn)動(dòng)時(shí),短繩易斷 D.不論如何,短繩易斷
3.A、B兩質(zhì)點(diǎn)均做勻速圓周運(yùn)動(dòng),mA∶mB=RA∶RB=1∶2,當(dāng)A轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn)時(shí),B正好轉(zhuǎn)45轉(zhuǎn),則兩質(zhì)點(diǎn)所受向心力之比為多少? 參考答案:1.B 2.B 3.解答:設(shè)在時(shí)間t內(nèi),nA=60轉(zhuǎn),nB=45轉(zhuǎn),質(zhì)點(diǎn)所受的向心力F=mωR=m(F∝mn2R 所以FAFB?mAnARAmBnRB2B2
22?nt)·R,t相同,2?12?604522?12?49.討論交流
1.根據(jù)我們前面的學(xué)習(xí),大家討論生活中你所遇到的圓周運(yùn)動(dòng)中是哪些力在提供向心力.強(qiáng)調(diào):向心力不是像重力、彈力、摩擦力那樣作為某種性質(zhì)的力來命名的.它是從力的作用效果來命名的,凡是產(chǎn)生向心加速度的力,不管是屬于哪種性質(zhì)的力,都是向心力.2.由物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件可知,物體必定受到一個(gè)與它的速度方向不在同一條直線上的合外力作用,勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種曲線運(yùn)動(dòng),勻速圓周運(yùn)動(dòng)合外力的方向有何特點(diǎn)呢?
勻速圓周運(yùn)動(dòng)速率不變,方向始終垂直半徑,說明合外力不會(huì)使速度大小發(fā)生變化,只改變速度方向,勻速圓周運(yùn)動(dòng)合外力的方向始終指向圓心.三、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)
問題:前面我們學(xué)習(xí)了加速度,做直線運(yùn)動(dòng)的物體其加速度可以改變物體運(yùn)動(dòng)的快慢,現(xiàn)在我們又學(xué)習(xí)了向心加速度,那么向心加速度是否也改變物體運(yùn)動(dòng)速度的大小? 討論交流
根據(jù)剛才我們的實(shí)驗(yàn)(驗(yàn)證向心力表達(dá)式的實(shí)驗(yàn))可知,向心加速度并不能改變物體運(yùn)動(dòng)速度的大小,而是在改變物體運(yùn)動(dòng)的方向.我們?cè)谶@個(gè)實(shí)驗(yàn)中可以感受到,如果要使物體的速度不斷增大,我們對(duì)物體施加的力就不能保持始終指向圓心,而是與向心力的方向有一個(gè)角度.根據(jù)力F產(chǎn)生的效果可以把力F分解成兩個(gè)相互垂直的兩個(gè)分力:一個(gè)是指向圓心的產(chǎn)生向心加速度的向心力;另一個(gè)是沿圓周的切線方向的分力,這個(gè)力沿圓周切線方向產(chǎn)生加速度,這個(gè)加速度使物體的速度不斷變大.因此這個(gè)運(yùn)動(dòng)不能是勻速圓周運(yùn)動(dòng),而是變速圓周運(yùn)動(dòng).也就是說變速圓周運(yùn)動(dòng)既有指向圓心的向心加速度,還有沿圓周切線方向的加速度,稱為切向加速度.做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的力
曲線運(yùn)動(dòng):物體的運(yùn)動(dòng)軌跡不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng).對(duì)于這樣的運(yùn)動(dòng)盡管曲線的各個(gè)地方的彎曲程度不同,我們?cè)谘芯繒r(shí)可以把這條曲線分成許多極短的小段,每一小段可以看作是一段圓弧.這些圓弧的彎曲程度不同,可以表示為有不同的半徑,這樣在分析質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),就可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法來處理問題了.一般的曲線可以分為很多小段,每段都可以看作一小段圓弧,各段圓弧的半徑不一樣 課堂訓(xùn)練
1.如圖所示,在光滑的水平面上釘兩個(gè)釘子A和B,相距20 cm.用一根長(zhǎng)1 m的細(xì)繩,一端系一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg的小球,另一端固定在釘子A上.開始時(shí)球與釘子A、B在一條直線上,然后使小球以2 m/s的速率開始在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若繩子能承受的最大拉力為4 N,那么從開始到繩斷所經(jīng)歷的時(shí)間是多少?
解析:球每轉(zhuǎn)半圈,繩子就碰到不作為圓心的另一個(gè)釘子,然后再以這個(gè)釘子為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的半徑就減小0.2 m,但速度大小不變(因?yàn)槔K對(duì)球的拉力只改變球的速度方向).根據(jù)F=mv2/r知,繩每一次碰釘子后,繩的拉力(向心力)都要增大,當(dāng)繩的拉力增大到Fmax=4 N時(shí),球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為rmin,則有 Fmax=mv2/rmin
22rmin=mv/Fmax=(0.5×2/4)m=0.5 m.繩第二次碰釘子后半徑減為0.6 m,第三次碰釘子后半徑減為0.4 m.所以繩子在第三次碰到釘子后被拉斷,在這之前球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為: t=t1+t2+t3
=πl(wèi)/v+π(l-0.2)/v+π(l-0.4)/v =(3l-0.6)·π/v =(3×1-0.6)×3.14/2 s =3.768 s.答案:3.768 s 說明:需注意繩碰釘子的瞬間,繩的拉力和速度方向仍然垂直,球的速度大小不變,而繩的拉力隨半徑的突然減小而突然增大.2.如圖所示,水平轉(zhuǎn)盤的中心有個(gè)豎直小圓筒,質(zhì)量為m的物體A放在轉(zhuǎn)盤上,A到豎直筒中心的距離為r.物體A通過輕繩、無摩擦的滑輪與物體B相連,B與A質(zhì)量相同.物體A與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是正壓力的μ倍,則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在什么范圍內(nèi),物體A才能隨盤轉(zhuǎn)動(dòng)?
解析:由于A在圓盤上隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以它所受的合外力必然指向圓心,而其中重力、支持力平衡,繩的拉力指向圓心,所以A所受的摩擦力的方向一定沿著半徑或指向圓心或背離圓心.當(dāng)A將要沿盤向外滑時(shí),A所受的最大靜摩擦力指向圓心,A的向心力為繩的拉力與最大靜摩擦力的合力,即F+Fm′=mω12r
① 由于B靜止,故F=mg
② 由于最大靜摩擦力是壓力的μ倍,即
Fm′=μFN=μmg
③ 由①②③解得ω1=g(1??)/r
當(dāng)A將要沿盤向圓心滑時(shí),A所受的最大靜摩擦力沿半徑向外,這時(shí)向心力為:
F-Fm′=mω2r
④ 由②③④得ω2=g(1??)/r.故A隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng),其角速度ω應(yīng)滿足g(1??)/r???答案:g(1??)/r???g(1??)/r
g(1??)/r.2課堂小結(jié)
1.向心力來源.2.勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),僅有向心加速度.同時(shí)具有向心加速度和 切向加速度的圓周運(yùn)動(dòng)是變速圓周運(yùn)動(dòng).3.勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度大小不變,方向指向圓心,時(shí)刻在變化,所以不是勻變速運(yùn)動(dòng). 布置作業(yè)
教材“問題與練習(xí)”第1、3題.板書設(shè)計(jì)
7.向心力
1.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體具有向心加速度,根據(jù)牛頓第二定律,這個(gè)加速度一定是由于它受到了指向圓心的合力.這個(gè)合力叫做向心力 2.表達(dá)式:Fn=m an= mv2R=m rω2=mr(2?T)2
3.向心力的方向:指向圓心
4.向心力由物體所受的合力提供
活動(dòng)與探究
課題:討論汽車在過彎道時(shí)為什么要減速,不減速會(huì)出現(xiàn)什么情況,如果讓你設(shè)計(jì)彎道你應(yīng)該怎么設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)的依據(jù)是什么.過程:用汽車模型(最好用遙控小汽車,以便于方向的改變)或其他工具模擬汽車在過彎道時(shí),為何要減速.若不減速應(yīng)該怎么辦.通過實(shí)際操作,找到合適的方法,并進(jìn)行理論分析.習(xí)題詳解
1.解答:地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度為 a=ω2r=(2?T)r?(22?3.14365?24?3600)×1.5×10 m/s=5.95×10 m/s
2112-52所以太陽對(duì)地球的引力是F=ma=6.0×1024×5.95×10-5N=3.57×1020 N.2.解答:小球的受力分析如圖所示,因此小球的向心力是由重力和支持力的合力提供的.3.解答:(1)向心力F=mω2r=0.10×42×0.10 N=0.16 N.(2)我同意甲的觀點(diǎn),因?yàn)槲矬w的受力為重力、支持力和靜摩擦力,其中重力和支持力的合力為零,所以合外力即為靜摩擦力.另外,物體相對(duì)于圓盤的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是沿半徑方向向外,而不是向后,故乙的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的.4.解答:根據(jù)機(jī)械能守恒有不論釘子釘在何處,小球到達(dá)最低點(diǎn)的速度都是相等的,而在碰釘子前和碰釘子后的區(qū)別就是做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心由O點(diǎn)移到A點(diǎn),即圓周運(yùn)動(dòng)的半徑不一樣.設(shè)碰釘子后細(xì)繩的拉力為T,則據(jù)牛頓第二定律有T-mg=mv2r.可以看出,當(dāng)r越小時(shí),細(xì)繩的拉力T越大,即當(dāng)細(xì)繩與釘子相碰時(shí),如果釘子的位置越靠近小球,繩就越容易斷.5.解答:我認(rèn)為正確的是丙圖,因?yàn)槿绻麑⒘分解為沿切線和垂直于切線的兩個(gè)方向,由于汽車是沿M向N的方向上做減速運(yùn)動(dòng),則只有丙圖是符合的.設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)
向心力和向心加速度是比較抽象的內(nèi)容,因此學(xué)生不太容易理解,在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)盡量采用了一些生活中的事例,易于幫助學(xué)生理解.本設(shè)計(jì)讓學(xué)生通過自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)親自感受拉力的變化,加深對(duì)向心力的理解.教學(xué)中盡可能多地讓學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)和課堂實(shí)驗(yàn),體現(xiàn)了以學(xué)生為主體的教學(xué)理念.
第二篇:高中物理新課標(biāo)版人教必修2優(yōu)秀教案: 拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
整體設(shè)計(jì)
本節(jié)課的主要內(nèi)容是拋體運(yùn)動(dòng)的概念和規(guī)律的教學(xué).平時(shí)生活中的一些錯(cuò)誤的思維定勢(shì)會(huì)影響學(xué)生對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理解.本節(jié)課從理論上通過對(duì)拋體運(yùn)動(dòng)位移和速度規(guī)律的分析,引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立利用已有概念探索新知識(shí),培養(yǎng)創(chuàng)造思維和獨(dú)立學(xué)習(xí)能力.平拋運(yùn)動(dòng)是整個(gè)曲線運(yùn)動(dòng)知識(shí)的重要內(nèi)容之一.采用的是運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法,它是一種研究運(yùn)動(dòng)的基本方法,它能將復(fù)雜的問題化為簡(jiǎn)單的問題.其研究方法還是解決“帶電粒子在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)”的重要規(guī)律之一.拋體運(yùn)動(dòng)(重點(diǎn)是平拋運(yùn)動(dòng))是學(xué)生第一次應(yīng)用運(yùn)動(dòng)的分解和合成的方法分析曲線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,對(duì)掌握研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法有一定的難度,這種方法在“力的合成與分解”“運(yùn)動(dòng)的合成與分解”的學(xué)習(xí)中學(xué)生已有基礎(chǔ),并且學(xué)生已有直線運(yùn)動(dòng)知識(shí)準(zhǔn)備及牛頓第一定律、第二定律作為基礎(chǔ),可以接受和深入理解用兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成的方法討論平拋運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移.在教學(xué)中應(yīng)讓學(xué)生主動(dòng)嘗試應(yīng)用這種方法來解決平拋物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律這個(gè)新問題.為了讓學(xué)生能順利地掌握研究平拋運(yùn)動(dòng)的方法,在教師的引導(dǎo)下,通過日常生活中平拋運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象與生產(chǎn)、生活的聯(lián)系,使學(xué)生更深入理解運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的推導(dǎo)要從牛頓第二定律出發(fā),先分析水平方向受力如何、豎直方向受力如何,再講水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)、豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng).這是因?yàn)樵诹W(xué)里,根據(jù)受力確定物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,是一個(gè)基本方法.這是新教材與過去教材的不同.教學(xué)重點(diǎn)
1.平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和規(guī)律.2.用平拋運(yùn)動(dòng)、拋體運(yùn)動(dòng)規(guī)律去解答有關(guān)問題.教學(xué)難點(diǎn)
1.讓學(xué)生能根據(jù)運(yùn)動(dòng)合成與分解的方法探究出平拋運(yùn)動(dòng)和斜拋運(yùn)動(dòng)的一般規(guī)律.2.學(xué)習(xí)和借鑒本節(jié)課的研究方法解決實(shí)際問題.課時(shí)安排
1課時(shí) 三維目標(biāo) 知識(shí)與技能
1.會(huì)用運(yùn)動(dòng)的合成與分解的方法分析平拋運(yùn)動(dòng).2.知道平拋運(yùn)動(dòng)可以看成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),并且這兩個(gè)運(yùn)動(dòng)互不影響具有獨(dú)立性.3.能應(yīng)用平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律交流討論并解決實(shí)際問題.在得出平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的基礎(chǔ)上進(jìn)而分析斜拋運(yùn)動(dòng).分析斜拋運(yùn)動(dòng)不在具體規(guī)律,而在方法.過程與方法
1.學(xué)生能通過對(duì)生活事例的分析得出平拋運(yùn)動(dòng)的定義.2.體會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探究過程,體會(huì)運(yùn)動(dòng)的合成和分解在探究平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律中的應(yīng)用.3.平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法——可以用兩個(gè)簡(jiǎn)單的直線運(yùn)動(dòng)來等效替代.利用已知的直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律來研究復(fù)雜的曲線運(yùn)動(dòng),滲透物理學(xué)等效代換的思想.4.掌握平拋運(yùn)動(dòng)的研究方法的基礎(chǔ)上自主探究斜拋運(yùn)動(dòng).情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.培養(yǎng)學(xué)生仔細(xì)觀察、認(rèn)真思考、積極參與、勇于探索的精神.2.培養(yǎng)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于實(shí)踐的意識(shí)和勇氣,主動(dòng)探究實(shí)現(xiàn)知識(shí)遷移.課前準(zhǔn)備
自制多媒體課件、小球
教學(xué)過程 導(dǎo)入新課
故事導(dǎo)入
1992年11月15日是柯受良永生難忘的日子,這一天他創(chuàng)下了飛躍長(zhǎng)城的壯舉,此次飛越的距離雖僅有30米,但地勢(shì)險(xiǎn)要,落點(diǎn)前面是懸崖峭壁,稍不慎就會(huì)撞得粉身碎骨,因此不少人說,這是在“賭命”.但見他面帶笑容和自信,騎著摩托車以每小時(shí)100碼的速度沖上斜坡,然后再加速,突然,天空中劃出一道弧線,摩托車就重重地落在接應(yīng)臺(tái)上,整個(gè)過程不到10秒鐘,在場(chǎng)的觀眾看著這一驚險(xiǎn)場(chǎng)面,無不目瞪口呆.就是在祖**親的博大懷抱中,柯受良成為世界上第一個(gè)飛越長(zhǎng)城的人,這是他人生輝煌的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn).1997年,香港回歸前夕,柯受良駕駛跑車成功飛越了黃河天塹壺口瀑布,長(zhǎng)度達(dá)55米.飛越當(dāng)天刮著大風(fēng),第一次飛越?jīng)]有成功,但第二次成功了,其中有過很多危險(xiǎn)的動(dòng)作,但他都安全度過了,因此獲得了“亞洲第一飛人”的稱號(hào).情景導(dǎo)入
1.沿多個(gè)角度將粉筆拋出.2.沿多個(gè)角度將紙片拋出.粉筆和紙片都是拋體運(yùn)動(dòng)嗎?什么是拋體運(yùn)動(dòng)?以一定的初速度將物體拋出,在空氣阻力可以忽略的情況下,物體所做的運(yùn)動(dòng)叫做拋體運(yùn)動(dòng).今天我們用運(yùn)動(dòng)分解的觀點(diǎn)來分析拋體運(yùn)動(dòng).3.將小球從講桌推向桌邊,小球離開講桌做的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng).那么,什么是平拋運(yùn)動(dòng)呢?平拋運(yùn)動(dòng)有什么規(guī)律呢? 復(fù)習(xí)導(dǎo)入
1.復(fù)習(xí)物體做直線運(yùn)動(dòng)的條件和做曲線運(yùn)動(dòng)的條件.2.復(fù)習(xí)運(yùn)動(dòng)的合成和分解的方法,并理解分運(yùn)動(dòng)與合運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性和各分運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性,指出這種方法在解決復(fù)雜運(yùn)動(dòng)問題時(shí)的作用.3.復(fù)習(xí)如何用坐標(biāo)描述做一維運(yùn)動(dòng)和二維運(yùn)動(dòng)的物體的位置和速度.4.復(fù)習(xí)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式.推進(jìn)新課
演示:將粉筆以與水平方向各種夾角拋出,說明:在空氣阻力可以忽略的情況下,粉筆都在做拋體運(yùn)動(dòng).引導(dǎo)學(xué)生分析得出:將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng).物體做平拋運(yùn)動(dòng)有兩個(gè)條件:①有水平初速度;②運(yùn)動(dòng)過程中只受重力.請(qǐng)同學(xué)們想一想,平時(shí)生活中你見過平拋運(yùn)動(dòng)嗎?舉例說明.研究物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律就是要確定物體在任一時(shí)刻的位置和速度.一、拋體的位置
首先,研究初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律.教師設(shè)疑:還能像描述勻變速直線運(yùn)動(dòng)那樣,用一維坐標(biāo)來描述平拋物體的運(yùn)動(dòng)位置嗎?
不能,由于拋體運(yùn)動(dòng)是曲線運(yùn)動(dòng),至少要用二維坐標(biāo)才能描述平拋物體的運(yùn)動(dòng).演示:貼近黑板,在黑板的平面上,用手把小球水平拋出,用粉筆記下小球離開手的位置,描出軌跡.我們以小球離開手的位置為坐標(biāo)原點(diǎn),以水平拋出的方向?yàn)閤軸的方向,豎直向下的方向?yàn)閥軸的方向,建立坐標(biāo)系,并從這一瞬間開始計(jì)時(shí).用牛頓第二定律的觀點(diǎn)分析水平方向、豎直方向的力和運(yùn)動(dòng)的特征.問題1:豎直方向受什么力,有沒有加速度,有沒有初速度?水平方向受什么力,有沒有加速度,有沒有初速度?
問題2:是否可以把平拋運(yùn)動(dòng)看成是水平方向和豎直方向上兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成,這兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)各有什么特點(diǎn)呢?
結(jié)論1:因拋出時(shí),物體只受重力的作用,豎直方向有大小為g的加速度,沒有初速度;不受水平方向的力,所以,小球在水平方向沒有加速度,水平方向保持初速度v0不變.2:平拋運(yùn)動(dòng)可以看作水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng),并且兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性.平拋運(yùn)動(dòng)物體在任意時(shí)刻t的位置:
x=v0t(1)y=12gt2(2)
12平拋運(yùn)動(dòng)物體在任意時(shí)刻t的位移:s=OP?
二、拋體的軌跡
x?y22?(v0t)?(2gt).22例1 討論以速度v0水平拋出的物體的運(yùn)動(dòng)軌跡.分析:在初中數(shù)學(xué)中已經(jīng)學(xué)過,直角坐標(biāo)系中的一條曲線可以用包含x、y的關(guān)系式來代表.平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡能否用包含x、y的關(guān)系式來代表呢? 解答:將(1)(2)兩式消去時(shí)間t得到軌跡方程y=
g2v02x
2上式為拋物線方程,“拋物線”的名稱就是從物理來的.課堂訓(xùn)練
(1)在距地面高為h=20 m處,有兩個(gè)物體A、B,在A以v0=20 m/s平拋的同時(shí),B物體做自由落體運(yùn)動(dòng),問誰先落地()
A.A先落地
B.B先落地
C.同時(shí)落在
(2)某人從一列在平直鐵軌上勻速行駛的列車上,將一物體自由地釋放于窗臺(tái)外,在不計(jì)空氣阻力的情況下,則本人看到該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是()
(3)在上題中,若有一個(gè)人站在地面上靜止不動(dòng),則看到該物體的運(yùn)動(dòng)軌跡是()
參考答案:(1)C(2)A
(3)C
自主探究
如果物體拋出時(shí)的速度v0不沿水平方向,而是斜向上方或斜向下方且僅受重力,這樣的斜拋運(yùn)動(dòng)怎么分析? 知識(shí)拓展
斜拋運(yùn)動(dòng)的位置
問題:1.斜拋運(yùn)動(dòng)的物體僅受重力,水平方向的速度變化嗎?如果水平速度不變,應(yīng)該有多大? 2.斜拋運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上相比,有什么相同和不同? 結(jié)論:1.水平方向做速度為vx= v0cosθ的勻速直線運(yùn)動(dòng).2.豎直方向做初速度為vy=v0sinθ豎直上拋運(yùn)動(dòng)或豎直下拋運(yùn)動(dòng).斜上拋運(yùn)動(dòng): x=vxt=v0cosθ·t y=v0sinθ·t-斜下拋運(yùn)動(dòng):x=vxt= v0cosθ·t y=v0sinθ·t+
三、拋體的速度
要求學(xué)生畫出在平面坐標(biāo)中平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡和速度的方向,同樣道理,先把平拋運(yùn)動(dòng)分解,確定兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)在某時(shí)刻的速度,再將兩個(gè)分速度合成,就是平拋運(yùn)動(dòng)的速度.水平速度:vx=v0
1212gt2 gt2
豎直速度:vy=gt平拋運(yùn)動(dòng)的速度:vt的大小vt=vx?vy?22v0?2gh.2例2 一個(gè)物體以10 m/s的速度從10 m的高度水平拋出,落地時(shí)速度的方向與地面的夾角θ是多少(不計(jì)空氣阻力)? 分析:物體在水平方向不受力,所以加速度為0,速度總等于初速度v0=10 m/s;在豎直方向的加速度為g,初速度為0,可以用勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律.解答:落地時(shí),物體在水平方向的速度vx=v0=10 m/s.落地時(shí)豎直方向的速度記為vy,在豎直方向遵循勻變速運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,有
vy=2gh,由此解出vy=14.1 m/s 2tanθ=vy/vx=1.41,θ=55° 課堂訓(xùn)練
1.平拋運(yùn)動(dòng)物體的飛行時(shí)間由什么量決定?寫出表達(dá)式.2.平拋運(yùn)動(dòng)物體的水平飛行距離由什么量決定?寫出表達(dá)式.3.平拋運(yùn)動(dòng)物體的落地速度由什么量決定?寫出表達(dá)式.參考答案:1.飛行時(shí)間由高度決定,表達(dá)式為:t=
2hg2hg.2.飛行水平距離由高度和初速度決定,表達(dá)式:x=v0.3.落地速度由初速度和高度決定,表達(dá)式:v=v0?2gh.課堂小結(jié)
本節(jié)課主要內(nèi)容包括:1.拋體運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)的概念:用一定的初速度沿水平方向拋出,不考慮空氣阻力,物體只在重力作用下所做的運(yùn)動(dòng)叫做平拋運(yùn)動(dòng);
2.平拋運(yùn)動(dòng)可以看作水平的勻速直線運(yùn)動(dòng)與豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng).并且兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)與平拋運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性;3.初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)的位置隨時(shí)間變化的規(guī)律x=v0t,y=gt2/2;4.初速度為v0的平拋運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律vx=v0、vy=gt.本節(jié)課不僅是知識(shí)的學(xué)習(xí),更為重要的是在已有的知識(shí)基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移,靈活運(yùn)用運(yùn)動(dòng)合成和分解的科學(xué)思維方法,將曲線運(yùn)動(dòng)化為直線運(yùn)動(dòng),使復(fù)雜問題簡(jiǎn)單化.布置作業(yè)
教材“問題與練習(xí)”第1、2題
板書設(shè)計(jì)
3.拋體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
一、拋體的位置
任意一點(diǎn)的位置P(x,y),其中x=vt y=
12gt
22任意時(shí)刻的位移:s=1x?y22?(vt)?(212gt)22
方向tanα=yxvt
二、拋體的軌跡 ?2gt2?gt2v
y=g2v20x
2三、拋體的速度
任意時(shí)刻的速度由vx=v0,vy=gt得vt=v0?2gh
四、斜拋的運(yùn)動(dòng)規(guī)律
(斜上拋、斜下拋、斜上拋和斜下拋): 處理方法:運(yùn)動(dòng)的合成與分解
活動(dòng)與探究
課題:平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)
內(nèi)容:自制一個(gè)能自動(dòng)噴出墨水的注射器代替小鋼球,讓注射器做平拋運(yùn)動(dòng)的同時(shí)自動(dòng)噴出墨水,在坐標(biāo)紙上就記錄下注射器的運(yùn)動(dòng)軌跡.2具體做法:用一次性注射器(優(yōu)點(diǎn)是針頭在正中,且不易摔碎).在活塞尾端和管套端用橡皮筋拴上,其松緊程度可調(diào)整,使抽入水后在橡皮筋的彈力作用下能自動(dòng)噴出較強(qiáng)的水流即可.為了防止針管在軌道上滑動(dòng),可在針管外貼一周橡皮膏(或套上一適當(dāng)?shù)哪z套).習(xí)題詳解
1.解答:(1)摩托車能越過壕溝.摩托車做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向位移為y=1.5 m=2yg39.812gt
2經(jīng)歷時(shí)間t=?s=0.55 s 在水平方向位移x=vt=40×0.55 m=22 m>20 m 所以摩托車能越過壕溝.一般情況下,摩托車在空中飛行時(shí),總是前輪高于后輪,在著地時(shí),后輪先著地.說明:本題的目的是讓學(xué)生學(xué)會(huì)使用平拋物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來解決實(shí)際問題.(2)摩托車落地時(shí)在豎直方向的速度為vy=gt=9.8×0.55 m/s=5.39 m/s 摩托車落地時(shí)在水平方向的速度為vx=v=40 m/s
22摩托車落地時(shí)的速度v=vx?vy?402?5.392m/s=40.36 m/s 摩托車落地時(shí)的速度與豎直方向的夾角為θ,tanθ=vx/vy=40/5.39=7.42.2.解答:該車已經(jīng)超速.零件做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向位移為y=2.45 m=2yg4.99.812gt
2經(jīng)歷時(shí)間t=?s=0.71 s 在水平方向位移x=vt=13.3 m 零件做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度為v=x/t=13.3/0.71 m/s=18.7 m/s=67.4 km/h>60 km/h 所以該車已經(jīng)超速.3.解答:(1)讓小球從斜面上某一位置A無初速釋放;測(cè)量小球在地面上的落點(diǎn)P與桌子邊沿的水平距離x;測(cè)量小球在地面上的落點(diǎn)P與小球靜止在水平桌面上時(shí)球心的豎直距離y.小球離開桌面的初速度為v=xg2y.(2)測(cè)量鋼球在斜面上開始滾下的位置相對(duì)桌面的高度h,鋼球開始的重力勢(shì)能為mgh,如認(rèn)為滾到桌面的動(dòng)能為12mv,由機(jī)械能守恒定律mgh=
212mv,所以鋼球速度v2=2gh.對(duì)
2比這兩個(gè)速度發(fā)現(xiàn)v1<v2,這是因?yàn)殇撉驖L到桌面時(shí)的動(dòng)能除有向前運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能外,還有轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能,鋼球的重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化成鋼球轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)能,不計(jì)算這部分動(dòng)能而認(rèn)為12mv=mgh使v2值偏大.2說明:本題討論鋼球從桌面滾下按機(jī)械能守恒定律求速度v2造成的誤差大,只要求學(xué)生聯(lián)系實(shí)際知道這是因?yàn)闆]有考慮鋼球的轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能造成的,教學(xué)中不需要進(jìn)一步討論.下面列舉我們對(duì)本題所做的實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)作參考.實(shí)驗(yàn)儀器:平拋實(shí)驗(yàn)器.小球參數(shù):鋼球直徑17.486 mm(用千分尺測(cè)量);鋼球質(zhì)量21.8 g.實(shí)驗(yàn)方法:
①描繪平拋曲線,用平拋曲線求出小球水平拋出的初速度 v=1.10 m/s—1.14 m/s.②將斜槽軌道從平拋實(shí)驗(yàn)器上拆下,用鐵架臺(tái)夾持,調(diào)節(jié)出口水平,在小球水平出口B處安裝光電門,測(cè)量小球在水平出口B處的擋光時(shí)間t.用千分尺或游標(biāo)卡尺測(cè)出小球的直徑D,算出小球的平均速度作為B位置的瞬時(shí)速度v=1.10 m/s.以上兩種方法的測(cè)量數(shù)據(jù)基本一致.③測(cè)出小球從位置A到水平位置的豎直高度h=10.4 cm,用機(jī)械能守恒定律計(jì)算出小球在B位置的速度為v=1.43 m/s.數(shù)據(jù)分析:從平拋曲線測(cè)量的速度與光電門測(cè)量的速度,兩者基本一致,可以作為速度的準(zhǔn)確值.與用機(jī)械能守恒定律計(jì)算的速度值誤差約為29%.小球重力勢(shì)能Ep=22.2×10 J,平動(dòng)動(dòng)能Ek1=13.4×10 J,可知小球轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能Ek2=8.79×10 J.轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能約占總能量的39.6%.設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)
本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)注重學(xué)生知識(shí)的形成過程和對(duì)知識(shí)的真正理解,教學(xué)過程中注重啟發(fā)學(xué)生思維活動(dòng)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性.使學(xué)生不僅掌握了本節(jié)知識(shí),而且發(fā)展學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的思維方法,有助于學(xué)生今后的自主學(xué)習(xí).首先,有意識(shí)地讓學(xué)生在已有知識(shí)的基礎(chǔ)上順利進(jìn)行新知識(shí)的同化.復(fù)習(xí)了物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件、用二維坐標(biāo)描述物體在平面上的曲線運(yùn)動(dòng)、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)學(xué)表達(dá)式和合成與分解的方法及應(yīng)用它解決復(fù)雜問題的意義;其次,關(guān)注學(xué)生知識(shí)的形成過程,讓學(xué)生達(dá)到對(duì)知識(shí)的深層次理解,而不僅僅是結(jié)論的記憶.先討論在研究平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)為什么要分解,接著從理論上探究為什么平拋運(yùn)動(dòng)可以分解成水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),再將分運(yùn)動(dòng)合成為平拋運(yùn)動(dòng),認(rèn)識(shí)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)、規(guī)律;最后,通過領(lǐng)會(huì)平拋運(yùn)動(dòng)的分析方法,繼續(xù)運(yùn)用這一方法深入探究斜拋運(yùn)動(dòng),使學(xué)生的思維方式得到升華.-3
第三篇:高中物理 5.7向心力教案 新人教版必修2
物理必修2人教新課標(biāo)5.7向心力教案
★新課標(biāo)要求
(一)知識(shí)與技能
1、理解向心力的概念。
2、知道向心力大小與哪些因素有關(guān)。理解公式的確切含義,并能用來進(jìn)行計(jì)算。
3、知道在變速圓周運(yùn)動(dòng)中,可用上述公式求質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的向心力和向心加速度。
(二)過程與方法
通過用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式的實(shí)驗(yàn)來了解向心力的大小與哪些因素有關(guān),并理解公式的含義。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
1、在實(shí)驗(yàn)中,培養(yǎng)動(dòng)手的習(xí)慣并提高分析問題、解決問題的能力。
2、感受成功的快樂,體會(huì)實(shí)驗(yàn)的意義,激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。★教學(xué)重點(diǎn)
明確向心力的意義、作用、公式及其變形?!锝虒W(xué)難點(diǎn)
如何運(yùn)用向心力、向心加速度的知識(shí)解釋有關(guān)現(xiàn)象?!?教學(xué)方法
教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生自主閱讀、思考,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,討論、交流學(xué)習(xí)成果。★教學(xué)工具
圓錐擺實(shí)驗(yàn)裝置,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):前面兩節(jié)課,我們學(xué)習(xí)、研究了圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征,知道了如何描述圓周運(yùn)動(dòng)。這節(jié)課我們?cè)賮韺W(xué)習(xí)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)特征――向心力。
(二)進(jìn)行新課
用心
愛心
專心 1
1、向心力
教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “向心力”部分,思考并回答以下問題:
1、舉出幾個(gè)物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例,說明這些物體為什么不沿直線飛去。
2、用牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力表達(dá)式。
學(xué)生活動(dòng):認(rèn)真閱讀教材,列舉并分析實(shí)例,體會(huì)向心力的作用效果,并根據(jù)牛頓第二定律推導(dǎo)出勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力表達(dá)式。學(xué)生代表發(fā)表自己的見解。
教師活動(dòng):傾聽學(xué)生回答,幫助學(xué)生分析實(shí)例,引導(dǎo)學(xué)生解決疑難,回答學(xué)生可能提出的問題。
v2 投影向心力表達(dá)式:Fn?m或Fn?mr?2
r點(diǎn)評(píng):激發(fā)學(xué)生的思維,充分調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。通過學(xué)生發(fā)表見解,培養(yǎng)學(xué)生語言表達(dá)能力和分析問題的能力。
2、實(shí)驗(yàn):用圓錐擺粗略驗(yàn)證向心力的表達(dá)式
教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材 “實(shí)驗(yàn)”部分,引導(dǎo)學(xué)生思考下面的問題:
1、實(shí)驗(yàn)器材有哪些?
2、簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)原理(怎樣達(dá)到驗(yàn)證的目的)
3、實(shí)驗(yàn)過程中要注意什么?測(cè)量那些物理量(記錄哪些數(shù)據(jù))?
4、實(shí)驗(yàn)過程中差生誤差的原因主要有哪些?
學(xué)生活動(dòng):認(rèn)真閱讀教材,思考問題,學(xué)生代表發(fā)言。教師活動(dòng):聽取學(xué)生見解,點(diǎn)評(píng)、總結(jié)。
教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn),及時(shí)發(fā)現(xiàn)并記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題。學(xué)生活動(dòng):分成小組,進(jìn)行實(shí)驗(yàn),獨(dú)立驗(yàn)證。
點(diǎn)評(píng):讓學(xué)生親歷實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的過程,體驗(yàn)成功的樂趣。培養(yǎng)動(dòng)手能力和團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)精神。
教師活動(dòng):聽取學(xué)生匯報(bào)驗(yàn)證的結(jié)果,引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的可靠性作出評(píng)估。師生互動(dòng),得出結(jié)論:
用心
愛心
專心 2
1、實(shí)驗(yàn)的過程中,多項(xiàng)測(cè)量都是粗略的,存在較大的誤差,用兩個(gè)方法得到的力并不嚴(yán)格相等。
2、通過實(shí)驗(yàn)我們還體會(huì)到,向心力并不是像重力、彈力、摩擦力那樣具有某種性質(zhì)的力來命名的。它是效果力,是按力的效果命名的。在圓錐擺實(shí)驗(yàn)中,向心力是小球重力和細(xì)線拉力的合力,還可以理解為是細(xì)線拉力在水平面內(nèi)的一個(gè)分力。
教師活動(dòng):實(shí)例分析:說明以下幾個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例中向心力是由哪些力提供的?
1、繩的一端拴一小球,手執(zhí)另一端使小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
2、月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力是什么力提供的?
3、在圓盤上放一個(gè)小物塊,使小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng),分析小物塊受幾個(gè)力?向心力由誰提供?
學(xué)生活動(dòng):思考并回答問題:
1、小球受重力、支持力、繩的拉力而做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。由于豎直方向小球不運(yùn)動(dòng),故重力、支持力合力為零,那么水平方向上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)效果由水平面上的繩的拉力效果來提供.2、月球和地球間的引力提供月球運(yùn)轉(zhuǎn)的向心力
3、小物塊受重力、支持力和靜摩擦力,靜摩擦力提供向心力
點(diǎn)評(píng):通過實(shí)例分析,達(dá)到鞏固所學(xué)知識(shí)的目的。
教師活動(dòng):指導(dǎo)學(xué)生兩人一組,完成課本54頁“做一做”欄目中的實(shí)驗(yàn),自己感受向心力的大小。
學(xué)生活動(dòng):按照“做一做”欄目中的實(shí)驗(yàn)介紹,獨(dú)立操作,在實(shí)驗(yàn)中獲得體驗(yàn)。點(diǎn)評(píng):通過實(shí)驗(yàn),增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí),同時(shí)激發(fā)學(xué)習(xí)物理學(xué)的興趣。
3、變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)
教師活動(dòng):向心力能改變速度的大小嗎?為什么? 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)。
教生活動(dòng):設(shè)疑:我們?cè)凇白鲆蛔觥钡膶?shí)驗(yàn)中,通過掄繩子來調(diào)節(jié)沙袋速度的大小,不
用心
愛心
專心 3
就說明向心力可以改變速度的大小嗎?這該怎樣解釋呢?
學(xué)生活動(dòng):認(rèn)真閱讀課本,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)生閱讀教材并從中獲取信息的能力,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)。
教師活動(dòng):對(duì)于做一般曲線運(yùn)動(dòng)的物體,我們可以用怎樣的分析方法進(jìn)行簡(jiǎn)化處理? 學(xué)生活動(dòng):閱讀教材并結(jié)合圖6.7-4的提示發(fā)表自己的見解。點(diǎn)評(píng):對(duì)學(xué)生注重物理學(xué)方法的教育。
(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。
教師要放開,讓學(xué)生自己總結(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。
(四)實(shí)例探究
[例1]如圖所示,在光滑的水平面上釘兩個(gè)釘子A和B,相距20 cm.用一根長(zhǎng)1 m的細(xì)繩,一端系一個(gè)質(zhì)量為0.5 kg的小球,另一端固定在釘子A上.開始時(shí)球與釘子A、B在一直線上,然后使小球以2 m/s的速率開始在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若繩子能承受的最大拉力為4 N,那么從開始到繩斷所經(jīng)歷的時(shí)間是多少?
【解析】 球每轉(zhuǎn)半圈,繩子就碰到不作為圓心的另一顆釘子,然后再以這顆釘子為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)的半徑就減少0.2 m,但速度大小不變(因?yàn)槔K對(duì)球的拉力只改變球的速度方向).根據(jù)F=mv/r知,繩每一次碰釘子后,繩的拉力(向心力)都要增大,2用心
愛心
專心 4
當(dāng)繩的拉力增大到Fmax=4 N時(shí),球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為rmin,則有
Fmax=mv2/rmin
rmin=mv2/Fmax=(0.5×22/4)m=0.5 m.繩第二次碰釘子后半徑減為0.6 m,第三次碰釘子后半徑減為0.4 m.所以繩子在第三次碰到釘子后被拉斷,在這之前球運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:
t=t1+t2+t3
=πl(wèi)/v+π(l-0.2)/v+π(l-0.4)/v =(3l-0.6)·π/v =(3×1-0.6)×3.14/2 s =3.768 s 【答案】 3.768 s 【說明】 需注意繩碰釘子的瞬間,繩的拉力和速度方向仍然垂直,球的速度大小不變,而繩的拉力隨半徑的突然減小而突然增大.[例2]如圖所示,水平轉(zhuǎn)盤的中心有個(gè)豎直小圓筒,質(zhì)量為m的物體A放在轉(zhuǎn)盤上,A到豎直筒中心的距離為r.物體A通過輕繩、無摩擦的滑輪與物體B相連,B與A質(zhì)量相同.物體A與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力是正壓力的μ倍,則轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度在什么范圍內(nèi),物體A才能隨盤轉(zhuǎn)動(dòng).【解析】 由于A在圓盤上隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所以它所受的合外力必然指向圓心,而其中重力、支持力平衡,繩的拉力指向圓心,所以A所受的摩擦力的方向一定沿著半徑或指向圓心,或背離圓心.當(dāng)A將要沿盤向外滑時(shí),A所受的最大靜摩擦力指向圓心,A的向心力為繩的拉力與最大靜摩擦力的合力.即
F+Fm ′=mω12r
由于B靜止,故
①
用心
愛心
專心 5
F=mg
②
由于最大靜摩擦力是壓力的μ倍,即
Fm ′=μFN=μmg
由①、②、③解得 ω1=g(1??)/r;
③
當(dāng)A將要沿盤向圓心滑時(shí),A所受的最大靜摩擦力沿半徑向外,這時(shí)向心力為:
F-Fm ′=mω22r
④
由②、③、④得ω2=g(1??)/r.要使A隨盤一起轉(zhuǎn)動(dòng),其角速度ω應(yīng)滿足
g(1??)/r≤ω≤g(1??)/r
【答案】 g(1??)/r≤ω≤g(1??)/r
【說明】 根據(jù)向心力公式解題的關(guān)鍵是分析做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的受力情況;明確哪些力提供了它需要的向心力.★課余作業(yè)
完成P55“思考與練習(xí)”中的題目。★教學(xué)體會(huì)
思維方法是解決問題的靈魂,是物理教學(xué)的根本;親自實(shí)踐參與知識(shí)的發(fā)現(xiàn)過程是培養(yǎng)學(xué)生能力的關(guān)鍵,離開了思維方法和實(shí)踐活動(dòng),物理教學(xué)就成了無源之水、無本之木。學(xué)生素質(zhì)的培養(yǎng)就成了鏡中花,水中月。
附:資料袋
向心加速度的深入理解
注意:①向心加速度是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)加速度而不是平均加速度;
在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,加速度不是恒定的,這里的向心加速度是指某時(shí)刻或某一位置的瞬時(shí)加速度,它等于包含該時(shí)刻(或該位置)在內(nèi)的一小段時(shí)間內(nèi)的平均加速度的極限值,即?vv2an=lim,公式an=中的速度v應(yīng)為瞬時(shí)速度值.?tr用心
愛心
專心
②向心加速度不一定是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)際加速度;
在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,向心加速度就是物體做圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)際加速度,而在一般的非勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,它只是物體實(shí)際運(yùn)動(dòng)的加速度的一個(gè)分加速度,另一個(gè)分加速度為切向加速度,如圖所示.可見物體做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度不一定指向圓心,只有勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度才一定指向圓心;但向心加速度方向始終沿著半徑指向圓心.圓周運(yùn)動(dòng)的切向加速度是描述圓周運(yùn)動(dòng)的線速度的大小改變快慢的,向心加速度是描述線速度的方向改變快慢的.v2③所有做曲線運(yùn)動(dòng)的物體都需要向心力,其向心力Fn=m,其中R為物體所在曲線處
Rv2的曲率半徑,對(duì)應(yīng)的向心加速度an=.R④質(zhì)點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和剛體的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)是兩個(gè)不同的物理模型;
我們不能說質(zhì)點(diǎn)在轉(zhuǎn)動(dòng),也不能說剛體做圓周運(yùn)動(dòng),注意剛體轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),其上各點(diǎn)均做圓周運(yùn)動(dòng),它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑可以不相等,但各點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的角速度相等。
⑤一個(gè)常見的錯(cuò)誤是:在確定了做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體受到的各力(重力、彈力、摩擦力等)
v2后,認(rèn)為物體還受到一個(gè)大小等于m的向心力.例如,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩拴著一個(gè)小球做圓錐
r擺運(yùn)動(dòng)(如圖所示)在分析小球受力時(shí),有些同學(xué)除確認(rèn)小球受豎直向下的重力mg和繩子的拉力FT外,還錯(cuò)誤地認(rèn)為小球受到一個(gè)在水平面內(nèi)指向圓心的向心力.其錯(cuò)誤在于忘掉了向心力是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體受到的合外力.實(shí)際上,小球只受到重力和拉力,這兩個(gè)力的合力F=mgtanθ就稱為向心力.試想,如果把向心力當(dāng)做一個(gè)額外的力,認(rèn)為小球受三個(gè)力,顯然歪曲了物體的受力情況(相當(dāng)于把物體受到的每個(gè)力算了兩遍),是完全錯(cuò)誤的.用心
愛心
專心 7
第四篇:高中物理 2.2《圓周運(yùn)動(dòng)的向心力》教案 教科版必修2
第2節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng)的向心力
教學(xué)目標(biāo):
一、知識(shí)目標(biāo):
1.理解向心力是做物體勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力。
2.理解向心力大小與哪些因素有關(guān),理解公式的含義,并能用來進(jìn)行計(jì)算。3.理解向心加速度的概念,結(jié)合牛頓第二定律,得出向心加速度的公式。
4.知道在變速圓周運(yùn)動(dòng)中,可用公式求質(zhì)點(diǎn)在圓周上某一點(diǎn)的向心力和向心加速度。
二、能力目標(biāo):
1.學(xué)會(huì)用運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系分析分題
2.理解向心力和向心加速度公式的確切含義,并能用來進(jìn)行計(jì)算。
三、德育目標(biāo):
通過a與r及?、v之間的關(guān)系,使學(xué)生明確任何一個(gè)結(jié)論都有其成立的條件。
教學(xué)重點(diǎn):
1.理解向心力和向心加速的概念。
2.知道向心力大小F?mrw2?mv2r,向心加速的大小??wr?2v2r,并能用來進(jìn)行計(jì)算。
教學(xué)難點(diǎn):
勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力和向心加速度都是大小不變,方向在時(shí)刻改變。
教學(xué)方法:
實(shí)驗(yàn)法、講授法、歸納法、推理法
教學(xué)步驟:
一、引入新課
1.復(fù)習(xí)提問(出示思考題)
(1)什么是勻速圓周運(yùn)動(dòng)
(2)描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量有哪幾個(gè)?
(3)上述物理量間有什么關(guān)系?
2.引入:由于勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度方向時(shí)刻在變,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)。而力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合外力有何特點(diǎn)?加速度又如何呢?本節(jié)課我用心
愛心
專心
們就來共同學(xué)習(xí)這個(gè)問題。
二、新課教學(xué)
(一)出示本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo):
1.理解什么是向心力和向心加速度
2.知道向心力和向心加速度的求解公式 3.了解向心力的來源
(二)學(xué)習(xí)目標(biāo)完成過程
1.向心力的概念及其方向
(1)在光滑水平桌面上,做演示實(shí)驗(yàn)
a:一個(gè)小球,拴住繩的一端,繩的另一端固定于桌上,原來細(xì)繩處于松馳狀態(tài) b:用手輕擊小球,小球做勻速直線運(yùn)動(dòng) c:當(dāng)繩繃直時(shí),小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
(2)模擬上述實(shí)驗(yàn)過程
(3)引導(dǎo)學(xué)生討論、分析:
a:繩繃緊前,小球?yàn)槭裁醋鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)?
b:繩繃緊后,小球?yàn)楹巫鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)?小球此時(shí)受到哪些力的作用?合外力是哪個(gè)力?這個(gè)力的方向有什么特點(diǎn)?這個(gè)力起什么作用?
(4)通過討論得到:
a:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到一個(gè)指向圓心的合力的作用,這個(gè)力叫向心力。b:向心力指向圓心,方向不斷變化。
c:向心力的作用效果——只改變運(yùn)動(dòng)物體的速度方向,不改變速度大小。2.向心力的大小
(1)通過課本實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)向心的大小
a:拉住繩的一端,讓小球盡量做勻速圓周運(yùn)動(dòng),改變轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢、細(xì)線的長(zhǎng)短多做幾次。b:引導(dǎo)學(xué)生猜想:向心力可能與物體的質(zhì)量、角速度、半徑有關(guān)。
c:過渡:剛才同學(xué)們已猜想大向心力可能與m、v、r有關(guān),那么,我們的猜想是否正確呢?下邊我們通過實(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)一下。
(2)操作方法:
a:用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球,保持小球運(yùn)動(dòng)的角速度相同,觀察向心力的大小與運(yùn)動(dòng)半徑之間的關(guān)系。
用心
愛心
專心
b:用兩個(gè)質(zhì)量相同的小球,保持運(yùn)動(dòng)半徑相同,觀察向心力與角速度之間的關(guān)系
c:仍用質(zhì)量不同的鋼球和鋁球,使他們運(yùn)動(dòng)的半徑r和角速度?相同?觀察得到:向心力的大小與質(zhì)量有關(guān),質(zhì)量越大,向心力也越大。
(4)總結(jié)得到:向心力的大小與物體質(zhì)量m、圓周半徑r和角速度?都有關(guān)系,且給出公式:F=mr?2(說明該公式的得到方法,空氣變量法、定量測(cè)數(shù)據(jù))
(5)學(xué)生據(jù)?? 3.向心加速度
(1)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在向心力F的作用下必然要產(chǎn)生一個(gè)加速度,據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律得到:這個(gè)加速度的方向與向心力的方向相同,叫做向心加速度。
(2)結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)得到a??r a? 4.說明的幾個(gè)問題:
(1)由于a向的方向時(shí)刻在變,所以勻速圓周運(yùn)動(dòng)是瞬時(shí)加速度的方向不斷改變的變加速運(yùn)動(dòng)。
(2)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,向心力是一個(gè)效果力,方向總指向圓心,是一個(gè)變力。
(3)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到的合外力就是向心力。
2vr推導(dǎo)向心力的另一表達(dá)式F?mv2r
v2r
三、鞏固訓(xùn)練
1.向心加速度只改變速度的,而不改變速度的。
2.一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)它的轉(zhuǎn)速度為原來的2倍時(shí),它的線速度、向心力分別變?yōu)樵瓉淼膸妆??如果線速度不變,當(dāng)角速度變?yōu)樵瓉淼?倍時(shí),它的軌道半徑和所受的向心力分別為原來的幾倍
3.(1)展示思考與討論中的物理情景
(2)分析木塊受幾個(gè)力的作用?各是什么性質(zhì)的力?
(3)木塊所受的向心力是由什么提供的?
四、小結(jié)
1.什么是向心力和向心加速度?它們的大小和方向有什么特點(diǎn)?
2.向心力的求解公式(1)(2)3.向心加速度的求解公式(1)(2)4.勻速圓周運(yùn)動(dòng)是一種什么性質(zhì)的運(yùn)動(dòng)?
用心
愛心
專心
五、作業(yè):本節(jié)課后課后練習(xí)
三、試卷化作業(yè)。
六、板書設(shè)計(jì)
??
1、方向指向圓心??
2、作用:改變V的方向??????
3、由物體所受的合力提??向心力與向心加速度??
4、F2v2????mrw;F?mr????
1、方向——指向圓心????
2、描述線速度方向變化????3、2v2??a?rw;a?r用心
愛心 供
快慢的物理量專心
第五篇:高中物理新課標(biāo)人教版必修2優(yōu)秀教案: 圓周運(yùn)動(dòng)
圓周運(yùn)動(dòng) 整體設(shè)計(jì)
教材首先列舉生活中的圓周運(yùn)動(dòng),以及科學(xué)研究所涉及的范圍,大到星體的運(yùn)動(dòng),小到電子的繞核運(yùn)轉(zhuǎn),接著通過比較自行車大小齒輪以及后輪的運(yùn)動(dòng)快慢引入線速度、角速度的概念及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念,最后推導(dǎo)出線速度、角速度、周期間的關(guān)系.教材設(shè)計(jì)環(huán)環(huán)相扣、結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn),使整節(jié)課渾然一體,密不可分.本節(jié)課可以通過生活實(shí)例(自行車齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)或皮帶傳動(dòng)裝置),讓學(xué)生切實(shí)感受到做圓周運(yùn)動(dòng)的物體有運(yùn)動(dòng)快慢與轉(zhuǎn)動(dòng)快慢及周期之別,有必要引入相關(guān)的物理量加以描述.學(xué)習(xí)線速度的概念,可以根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的概念引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)弧長(zhǎng)與時(shí)間比值保持不變的特點(diǎn),進(jìn)而引出線速度的大小與方向.學(xué)習(xí)角速度和周期的概念時(shí),應(yīng)向?qū)W生說明這兩個(gè)概念是根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)和描述運(yùn)動(dòng)的需要而引入的,即物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),每通過一段弧長(zhǎng)都與轉(zhuǎn)過一定的圓心角相對(duì)應(yīng),因而物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢也可以用轉(zhuǎn)過的圓心角與時(shí)間比值來描述,由此引入角速度的概念.又根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)具有周期性的特點(diǎn),物體沿圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的快慢還可以用轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所用時(shí)間的長(zhǎng)短來描述,為此引入了周期的概念.講述角速度的概念時(shí),不要求向?qū)W生強(qiáng)調(diào)角速度的矢量性.在講述概念的同時(shí),要讓學(xué)生體會(huì)到勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn):線速度的大小、角速度、周期和頻率保持不變的圓周運(yùn)動(dòng).教學(xué)重點(diǎn)
線速度、角速度、周期概念,及其相互關(guān)系的理解和應(yīng)用,勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn).教學(xué)難點(diǎn)
角速度概念的理解和勻速圓周運(yùn)動(dòng)是變速曲線運(yùn)動(dòng)的理解.課時(shí)安排
1課時(shí)
三維目標(biāo) 知識(shí)與技能
1.了解物體做圓周運(yùn)動(dòng)的特征.2.理解線速度、角速度和周期的概念,知道它們是描述物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,會(huì)用它們的公式進(jìn)行計(jì)算.3.理解線速度、角速度、周期之間的關(guān)系.過程與方法
1.聯(lián)系日常生活中所觀察到的各種圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例,找出共同特征.2.知道描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的方法,進(jìn)而引出描述物體做圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量:線速度v、角速度ω、周期T、轉(zhuǎn)速n等.3.探究線速度與角速度之間的關(guān)系.情感態(tài)度與價(jià)值觀
1.經(jīng)歷觀察、分析總結(jié)及探究等學(xué)習(xí)活動(dòng),培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度.2.通過親身感悟,使學(xué)生獲得對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量(線速度、角速度、周期等)以及它們相互關(guān)系的感性認(rèn)識(shí).課前準(zhǔn)備
多媒體課件、機(jī)械鐘表、小球、細(xì)線、風(fēng)扇、雨傘、水等.教學(xué)過程 導(dǎo)入新課
演示導(dǎo)入
演示機(jī)械式鐘表時(shí)針、分針、秒針的運(yùn)動(dòng)情況(可以撥動(dòng)鐘表的調(diào)節(jié)旋鈕),讓學(xué)生觀察后說出不同指針運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),從而引出圓周運(yùn)動(dòng)的概念.情景導(dǎo)入
演示2:水淋在雨傘上,同時(shí)搖動(dòng)傘柄.觀察:水滴沿切線方向飛出.思考:這說明什么?
結(jié)論:飛出的水滴在離開傘的瞬間,由于慣性要保持原來的速度方向,因而表明了切線方向即為此時(shí)刻線速度的方向.例1 分析下圖中,A、B兩點(diǎn)的線速度有什么關(guān)系.解析:主動(dòng)輪通過皮帶、鏈條、齒輪等帶動(dòng)從動(dòng)輪的過程中,皮帶(鏈條)上各點(diǎn)以及兩輪邊緣上各點(diǎn)在相同的時(shí)間內(nèi)通過的弧長(zhǎng)相等,所以它們線速度大小相等.答案:大小相等
二、角速度
學(xué)生閱讀教材并思考以下幾個(gè)問題: 1.角速度是描述圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量;
2.角速度等于半徑轉(zhuǎn)過的角度φ和所用時(shí)間t的比值;(ω=3.角速度的單位是rad/s.結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí),交流討論角速度的單位.說明:對(duì)某一確定的勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言,角速度ω是恒定的.4.周期、頻率和轉(zhuǎn)速
學(xué)生閱讀教材并思考以下幾個(gè)問題:
做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫周期;周期的倒數(shù)(單位時(shí)間內(nèi)質(zhì)點(diǎn)完成周期性運(yùn)動(dòng)的次數(shù))叫頻率;每秒鐘轉(zhuǎn)過的圈數(shù)叫轉(zhuǎn)速.注明:下列情況下,同一輪上各點(diǎn)的角速度相同.三、線速度、角速度、周期之間的關(guān)系
既然線速度、角速度、周期都是用來描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量,那么它們之間有什么樣的關(guān)系呢?
?)t
分析:一物體做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),問:
1.它運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間叫周期,用T表示,它在周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長(zhǎng)為2πr.由此可知它的線速度為2?rT.2.一個(gè)周期T內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度為2π,物體的角速度為通過思考總結(jié)得到:
2?.T2??r??T???v=ωr 2?????T?v?
答案:3∶1 1∶1 1∶1 課堂小結(jié)
本節(jié)課通過描述做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的快慢問題,引入了勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度與角速度及周期、頻率、轉(zhuǎn)速等概念,最后推導(dǎo)出線速度、角速度、周期間的關(guān)系.勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)是勻速率圓周運(yùn)動(dòng),它是一種變速運(yùn)動(dòng).描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的物理量:
線速度:v=角速度:ω=?s ?t?? ?t1周期與頻率:f=
T2?r2?相互關(guān)系:v=
ω=
v=rω
TT布置作業(yè)
教材“問題與練習(xí)”1、2、5.板書設(shè)計(jì) 5.圓周運(yùn)動(dòng)
一、描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的有關(guān)物理量
1.線速度
(1)定義:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體通過的弧長(zhǎng)與所用時(shí)間的比值(2)公式:v=?s(s為弧長(zhǎng),非位移)?t(3)物理意義 2.角速度
(1)定義:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體的半徑掃過的角度與所用時(shí)間的比值(2)公式:ω=?? ?t(3)單位:rad/s(4)物理意義 3.轉(zhuǎn)速和周期
二、線速度、角速度、周期間的關(guān)系 v=rω ω=2? T活動(dòng)與探究
(2)1 s內(nèi)可讀的扇區(qū)數(shù)為1 s×5 r/s×18/r=90(個(gè)),故可讀字節(jié)數(shù)=512×90=46 080(字節(jié)).說明:本題的用意是讓學(xué)生結(jié)合實(shí)際情況來理解勻速圓周運(yùn)動(dòng).設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng)
本教學(xué)設(shè)計(jì)通過大量的生活實(shí)例,引導(dǎo)出圓周運(yùn)動(dòng)的定義.對(duì)比描述直線運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)快慢的速度概念,并結(jié)合實(shí)例得出線速度以及角速度的概念,并通過分析歸納得出線速度和角速度的關(guān)系.整個(gè)設(shè)計(jì)緊緊和學(xué)生的生活實(shí)際結(jié)合,化抽象為具體,較好地突破了難點(diǎn).-