《精修版魯科版化學(xué)必修二：43向心力的實(shí)例分析教案1》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《精修版魯科版化學(xué)必修二：43向心力的實(shí)例分析教案1（8頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 精品資料 《向心力的實(shí)例分析》 一、教材分析 本節(jié)內(nèi)容是魯科版高中必修2第四章《勻速圓周運(yùn)動(dòng)》的第三節(jié)內(nèi)容，在此之前，學(xué)生已經(jīng)初步認(rèn)識(shí)了勻速圓周運(yùn)動(dòng)，會(huì)用線速度、角速度、周期、頻率描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的快慢。而通過(guò)第二節(jié)向心力和向心加速度內(nèi)容的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)知道了向心力的大小與質(zhì)量、角速度、半徑的定量關(guān)系。本節(jié)課立足于勻速圓周運(yùn)動(dòng)基本規(guī)律上，結(jié)合實(shí)際生活中兩個(gè)實(shí)例“火車轉(zhuǎn)彎”和“汽車過(guò)拱橋”進(jìn)行分析，解決有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題重要的是搞清楚向心力的來(lái)源，明確提出向心力是按效果命名的力，任何一個(gè)或幾個(gè)力的合力只要它的作用效果是使物體產(chǎn)生向心

2、加速度，它就是物體所受的向心力，這是研究圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵。教材后面又附有思考與討論，以開拓學(xué)生的思維。 二、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能 　?。?）會(huì)在具體問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源，明確向心力是按效果命名的力． 　　（2）掌握應(yīng)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般方法，會(huì)處理水平面、豎直面的問(wèn)題． 　?。?）知道向心力，向心加速度的公式也適應(yīng)變速圓周運(yùn)動(dòng)，理解如何使用． 　　2．過(guò)程與方法 　　（1）通過(guò)列舉生活中圓周運(yùn)動(dòng)的例子，總結(jié)出這些多樣的圓周運(yùn)動(dòng)的共同特點(diǎn)，及都受到向心力的作用。 　?。?）注意統(tǒng)一性和特殊性，注意一般方法和特殊方法，提高綜合分析的能力． 　　3．情感態(tài)度

3、與價(jià)值觀 　　（1）通過(guò)對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)受力的分析，體會(huì)到任何事物的變化和運(yùn)動(dòng)都能找到動(dòng)力學(xué)原因從而領(lǐng)悟到因果的制約與被制約關(guān)系。 （2）通過(guò)實(shí)際演練，使學(xué)生在鞏固知識(shí)的同時(shí)，體會(huì)到物理就在我們身邊，領(lǐng)略到將理論應(yīng)用于實(shí)際解決問(wèn)題而帶來(lái)的成功的娛樂(lè)． （3）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心周圍事物的習(xí)慣． 三、學(xué)習(xí)對(duì)象分析 本節(jié)課是在學(xué)生已經(jīng)基本掌握勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律和描述圓周運(yùn)動(dòng)的基本物理量（線速度，角速度，向心力和向心加速度）以及有關(guān)公式推導(dǎo)與計(jì)算之后，安排的一節(jié)實(shí)例分析課。在課堂中采用實(shí)驗(yàn)演示，多媒體，電腦動(dòng)畫模擬等輔助手段，幫助學(xué)生建立形象直觀的認(rèn)識(shí)，降低難度。 四、

4、學(xué)習(xí)重、難點(diǎn) 1．學(xué)習(xí)重點(diǎn) （1）理解向心力是按效果命名的力． （2）會(huì)在具體問(wèn)題中分析向心力，綜合運(yùn)用牛頓定律分析解決問(wèn)題． 解決方法：多聯(lián)系實(shí)際，通過(guò)對(duì)生活實(shí)例的分析掌握重點(diǎn)內(nèi)容 2．學(xué)習(xí)難點(diǎn)：實(shí)際問(wèn)題中向心力的來(lái)源的分析 解決辦法：通過(guò)對(duì)實(shí)例的分析，結(jié)合課件和實(shí)物演示，從力的作用效果上去尋找向心力 五、教學(xué)設(shè)計(jì)思想 為了在教學(xué)中體現(xiàn)科學(xué)探究精神，盡可能完整的經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，使學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)感受戰(zhàn)勝困難，解決物理問(wèn)題的喜悅，體驗(yàn)到學(xué)習(xí)科學(xué)的樂(lè)趣，了解科學(xué)的方法，獲取科學(xué)知識(shí)，本節(jié)教學(xué)把課本中的內(nèi)容以問(wèn)題的形式提出，通過(guò)學(xué)生探究式的大膽猜想，再通過(guò)科學(xué)的分

5、析，將物理理論應(yīng)用生活實(shí)際之中。 六、教具準(zhǔn)備 課件展示在平直軌道上勻速行駛的火車； 圖片展示火車車輪有凸出的輪緣結(jié)構(gòu)； 實(shí)物模型模擬在平面彎曲軌道上火車轉(zhuǎn)彎的情景； 錄像資料展示實(shí)際轉(zhuǎn)彎處的情形（外軌略高于內(nèi)軌）； 視頻展示汽車過(guò)凸形拱橋的物理情景； 多媒體設(shè)備。 七、學(xué)習(xí)思路設(shè)計(jì)： 本課的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，是在現(xiàn)行教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合對(duì)《高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的學(xué)習(xí)理解，在學(xué)習(xí)目標(biāo)的確立，學(xué)習(xí)內(nèi)容的調(diào)整，教法、學(xué)法的設(shè)計(jì)等方面作了一些積極地探索。 （一）課程目標(biāo)的確立上： 在原有目標(biāo)的基礎(chǔ)上，更注重課

6、程學(xué)習(xí)與學(xué)生長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展關(guān)系的處理，重點(diǎn)突出了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)后的能力和情感的培養(yǎng)，使學(xué)生能初步了解運(yùn)用書中理論解決實(shí)際問(wèn)題的方法。 （一）教法設(shè)計(jì) 根據(jù)新課改的要求，結(jié)合我校的教學(xué)理念，故在本節(jié)課的教學(xué)中采用如下方法： （1） 科學(xué)探究法 本節(jié)教學(xué)中一改傳統(tǒng)的平鋪直述模式，把課本中的內(nèi)容以問(wèn)題的形式提出，通過(guò)學(xué)生探究式的大膽猜想，再通過(guò)科學(xué)的分析，將物理理論應(yīng)用生活實(shí)際之中。這樣，使學(xué)生通過(guò)體驗(yàn)感受戰(zhàn)勝困難，解決物理問(wèn)題的喜悅，體驗(yàn)到學(xué)習(xí)科學(xué)的樂(lè)趣，了解科學(xué)的方法，獲取科學(xué)知識(shí)， （2） 聯(lián)系生產(chǎn)生活創(chuàng)設(shè)情境 根據(jù)學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)設(shè)接近學(xué)生生活實(shí)際的實(shí)例引發(fā)問(wèn)題。在講

7、關(guān)于“火車轉(zhuǎn)彎”問(wèn)題時(shí)，課前布置學(xué)生到學(xué)校運(yùn)動(dòng)場(chǎng)進(jìn)行對(duì)“跑道”的實(shí)地研究。當(dāng)了解到彎道處是外高內(nèi)低向內(nèi)成一個(gè)傾斜的角度之后，讓學(xué)生體驗(yàn)一下在平面內(nèi)快速轉(zhuǎn)彎與有斜面上快速轉(zhuǎn)彎的感覺(jué)，再運(yùn)用物理學(xué)知識(shí)進(jìn)行解釋，最后回到課堂中的“火車轉(zhuǎn)彎”問(wèn)題上來(lái)，問(wèn)題的情景就變得直觀形象，就能較好的解決教學(xué)中的難點(diǎn)問(wèn)題 （二）學(xué)法設(shè)計(jì) 新課改中特別強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)中學(xué)生的主體地位。在本節(jié)課的學(xué)習(xí)中，學(xué)生應(yīng)積極主動(dòng)地參與，課堂討論分析時(shí)踴躍發(fā)言，做模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)認(rèn)真操作，大膽嘗試，要將自己置身于真實(shí)的物理情景中去，盡可能完整的經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，通過(guò)體驗(yàn)感受戰(zhàn)勝困難，解決物理問(wèn)題的喜悅，體驗(yàn)到學(xué)習(xí)科學(xué)的樂(lè)趣，了解科學(xué)的方法，

8、獲取科學(xué)知識(shí)。 8、 課時(shí)安排：1課時(shí) 9、 教學(xué)流程圖設(shè)計(jì) 圖形說(shuō)明： 活動(dòng)教師 學(xué)生活動(dòng) 媒體選用 激發(fā)興趣，導(dǎo)入新課 課件展示柏拉圖的話 思考討論，火車過(guò)凸拱橋時(shí)的受力 師生共同分析火車運(yùn)動(dòng) 的動(dòng)力學(xué)方程并求解 學(xué)生自主討論，小 結(jié)新課，教師點(diǎn)評(píng) 教師總結(jié)，內(nèi)外軌一樣高的軌道不能安全使用 教師總結(jié)，外軌略 高于內(nèi)軌時(shí)更安全 教師總 結(jié)說(shuō)明 對(duì)結(jié)果分情況討論 教師設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生比較勻速直 線運(yùn)動(dòng)和勻速轉(zhuǎn)彎的異同 學(xué)生討論交流， 給出答案 外軌

9、高于內(nèi)軌，師生共同討論分析 實(shí)物模擬 火車轉(zhuǎn)彎 內(nèi)外軌一樣高，師生共同完成受力分析 圖片展示火車車 輪有凸出的輪緣 教師提問(wèn)，引 導(dǎo)學(xué)生分析火 車受力情況 展示在平直軌道上勻 速行駛的火車圖片 思考不同速度運(yùn)行時(shí)，火車受力情況 學(xué)生思考：擠壓 的結(jié)果如何 思考討論，火車過(guò)凸形拱橋時(shí)的受力 結(jié)束 開始 [來(lái)源:] [來(lái)源:] 十、學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì) 師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì) 　　1．教師利用多媒體課件展示物理情景，在分析時(shí)點(diǎn)撥關(guān)鍵之處． 　　2．學(xué)生通過(guò)自

10、學(xué)、觀察來(lái)討論分析實(shí)際問(wèn)題與書本知識(shí)的聯(lián)系，找出解決辦法． 　　整體感知： 　　這一節(jié)課結(jié)合兩個(gè)實(shí)際例子進(jìn)行分析．要充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，師生共同討論，拓展知識(shí)．[來(lái)源:] 新課引入 勻速圓周運(yùn)動(dòng)被認(rèn)為是實(shí)際中最完美最和諧的一種運(yùn)動(dòng)形式。古希臘哲學(xué)家柏拉圖(Plato，公元前427年—公元前347年)提出：“天上星體代表著永恒的、神圣的、不變的存在，因此它們肯定沿著最完美的軌道以最完善的方式運(yùn)動(dòng)。最完善的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因此，它們一定是圍繞著地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)?！庇纱丝梢?，古人對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)充滿了神秘感。那么，是什么神秘的力量操縱著物體，使它做這種最完美最和諧的運(yùn)

11、動(dòng)呢？今天，我們就一起揭秘生活中的兩種勻速圓周運(yùn)動(dòng)---“火車轉(zhuǎn)彎”和“汽車過(guò)拱橋”。 1 復(fù)習(xí)提問(wèn)，為學(xué)習(xí)新課做準(zhǔn)備 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到向心力．向心力是怎樣產(chǎn)生的？ 　　用學(xué)生已熟悉的例子說(shuō)明：[來(lái)源:] 　　（1）繩拉物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，繩的拉力提供向心力． 　　（2）物體隨水平圓盤做勻速周圍運(yùn)動(dòng)，靜摩擦力提供向心力． 小結(jié)：向心力是由物體實(shí)際受到的一個(gè)力或幾個(gè)力的合力提供的；向心力是按作用效果命名的力． 特別強(qiáng)調(diào)：分析和解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，關(guān)鍵是要把向心力的來(lái)源搞清楚。向心力是按效果命名的力，并不是一種新性質(zhì)的力，受力分析時(shí)絕不能額外加上一個(gè)向心力。 下面，我們從

12、分析向心力角度進(jìn)一步研究幾個(gè)實(shí)例： （一）火車轉(zhuǎn)彎 課件展示圖片：在平直軌道上勻速行駛的火車 教師提問(wèn)：火車受到幾個(gè)力的作用，這幾個(gè)力間的關(guān)系如何？ 學(xué)生觀察火車運(yùn)動(dòng)情況，畫出受力示意圖，并討論回答： （1）此時(shí)火車車輪受三個(gè)力：重力、支持力、牽引力和摩擦力 （2）四個(gè)力的合力為零，其中重力和支持力、牽引力和摩擦力分別都是一對(duì)平衡力。 那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的情況又如何呢？ 提出問(wèn)題并引導(dǎo)學(xué)生討論： 1、火車勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻速轉(zhuǎn)彎是否同種狀態(tài)？ [學(xué)生回答]： 不是，火車勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)合外力為零，火車勻速轉(zhuǎn)變時(shí)受向心力，合外力不為零 勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí) F合＝0 勻速轉(zhuǎn)

13、彎時(shí) F合≠0 2、火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是如何產(chǎn)生的？ 引導(dǎo)學(xué)生討論： 分兩種情況討論：內(nèi)外軌一樣高；外軌比內(nèi)軌高． （1） 內(nèi)外軌一樣高 圖片展示火車車輪有凸出的輪緣結(jié)構(gòu)； 實(shí)物模型模擬在平面彎曲軌道上火車轉(zhuǎn)彎的情景； 師生互動(dòng) （1） 當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，火車做曲線運(yùn)動(dòng)，所受合外力不為零，合外力提供火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力； （2） 有受力分析得：此時(shí)提供火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向心力的是鐵軌外緣和輪緣相互擠壓產(chǎn)生的彈力 進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考：擠壓的結(jié)果會(huì)如何？ 學(xué)生討論:由于火車質(zhì)量很大，行駛的速度很高，故所需向心力通常很大，這樣，導(dǎo)致鐵軌外緣和輪緣間的相互作用力很大，容易造

14、成鐵軌和輪緣的損壞，甚至導(dǎo)致嚴(yán)重的后果。 教師總結(jié)：由于平面轉(zhuǎn)彎軌道鐵軌和輪緣容易損壞，因此實(shí)際應(yīng)用中多采用下面的彎道，其外軌略高于內(nèi)軌。 （2）外軌高于內(nèi)軌 　　當(dāng)外軌比內(nèi)軌高時(shí)，鐵軌對(duì)火車的支持力不再是豎直向上，和重力的合力可以提供向心力，可以減輕軌和輪緣的擠壓．[來(lái)源:] 　　最佳情況是向心力恰好由支持力和重力的合力提供，鐵軌的內(nèi)、外軌均不受到側(cè)向擠壓的力． 　　定量分析火車轉(zhuǎn)彎的最佳情況． 　?、偈芰Ψ治觯喝鐖D所示火車受到的支持力和重力的合力的水平指向圓心，成為使火車拐彎的向心力． 　?、趧?dòng)力學(xué)方程：根據(jù)牛頓第二定律得 　　mgtanθ＝mv02/r　　其中r是轉(zhuǎn)彎處

15、軌道的半徑，是使內(nèi)外軌均不受力的最佳速度． 　?、鄯治鼋Y(jié)論：解上述方程可知v02＝rgtanθ 可見，最佳情況是由v0、r、θ共同決定的． 　　當(dāng)火車實(shí)際速度為v時(shí)，可有三種可能， 　　當(dāng)v＝v0時(shí)，內(nèi)外軌均不受側(cè)向擠壓的力； 　　當(dāng)v＞v0時(shí)，外軌受到側(cè)向擠壓的力（這時(shí)向心力增大，外軌提供一部分力）； 　　當(dāng)v＜v0時(shí)，外軌受到側(cè)向擠壓的力（這時(shí)向心力減少，內(nèi)軌提供一部分力）． 　?。?）還有哪些實(shí)例和這一模型相同？ 　　自行車轉(zhuǎn)彎，高速公路上汽車轉(zhuǎn)彎等等． 　教師總結(jié)：我們討論的火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題，實(shí)質(zhì)是物體在水平面的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從力的角度看其特點(diǎn)是；合外力的方向一定在水平方

16、向上，由于重力方向在豎直方向，因此物體除了重力外，至少再受到一個(gè)力，才有可能使物體產(chǎn)生在水平面勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力． 探索情景: 圓錐擺：在長(zhǎng)度是L的細(xì)繩下端拴一質(zhì)量為m的小球， 固定繩子的上端，使小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 細(xì)繩就沿圓錐面旋轉(zhuǎn)。試分析做圓錐擺運(yùn)動(dòng)的小球的向心力的來(lái)源，并討論小球旋轉(zhuǎn)的角速度逐漸增大時(shí)帶來(lái)的小球受力和運(yùn)動(dòng)情況的變化。 　　（二）汽車過(guò)拱橋 　　視頻展示汽車過(guò)凸形拱橋的物理情景 　　提問(wèn)討論： 　?。?）汽車靜止在橋頂與通過(guò)橋頂是否同種狀態(tài)？ 　　不是，汽車靜止在橋頂、或通過(guò)橋頂，雖然都受到重力和支持力．但前者這兩個(gè)力的合力為零，后者合力不為

17、零． N G 　?。?）汽車過(guò)拱橋橋頂?shù)南蛐牧θ绾萎a(chǎn)生？方向如何？ 　　汽車在橋頂受到重力和支持力，如圖所示，向心力由二者的合力提供，方向豎直向下． ①動(dòng)力學(xué)方程： 由牛頓第二定律得 G－N＝mv2/r 解得N＝G－mv2/r ②汽車處于失重狀態(tài) 汽車具有豎直向下的加速度，N＜mg，對(duì)橋的壓力小于重力．這也是為什么橋一般做成拱形的原因． ③汽車在橋頂運(yùn)動(dòng)的最大速度為 根據(jù)動(dòng)力學(xué)方程可知，當(dāng)汽車行駛速度越大，汽車和橋面的壓力越小，當(dāng)汽車的速度為時(shí)，壓力為零，這是汽車保持在橋頂運(yùn)動(dòng)的最大速度，超過(guò)這個(gè)速度，汽車將飛出橋頂． 思考與討論： 根據(jù)上面分析汽車通過(guò)凸形

18、橋的思路，分析一下汽車通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力。這時(shí)的壓力比汽車的重量大還是小？ 探索情景: 雜技節(jié)目水流星：一根細(xì)繩系著盛水的杯子，演員掄起繩子，杯子就做圓周運(yùn)動(dòng)，甚至運(yùn)動(dòng)到豎直面內(nèi)的最高點(diǎn)，已經(jīng)杯口朝下，水也不會(huì)從里灑出來(lái)。試通過(guò)分析，說(shuō)明水為什么不會(huì)灑出來(lái)？要想保證這一節(jié)目成功不讓水灑出來(lái)必須滿足什么條件？安排學(xué)生課下親自動(dòng)手做試驗(yàn)，并思考以上問(wèn)題。 　說(shuō)明：在豎直面內(nèi)、物體一般不是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力和向心加速度公式雖然是從勻速圓周運(yùn)動(dòng)得出的，但也適用于變速圓周運(yùn) （三）布置作業(yè) 書77頁(yè)3、4、5 十一、教學(xué)后記本節(jié)課基本達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，在操作過(guò)程中，學(xué)生對(duì)物

19、理各知識(shí)點(diǎn)不能很好把握，從而學(xué)生在分析圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，往往不明確它的依據(jù)為普通的運(yùn)動(dòng)定律---牛頓第二定律。在討論車過(guò)拱橋或凹形橋的最高點(diǎn)或最低點(diǎn)車對(duì)橋面的壓力時(shí)，學(xué)生易認(rèn)為壓力的大小等于車所受的重力的大小。為了很好的解決這些問(wèn)題，必須使學(xué)生明確以下觀點(diǎn)： （1） 體會(huì)到直線運(yùn)動(dòng)是圓周運(yùn)動(dòng)的一個(gè)特例。直線運(yùn)動(dòng)特殊就特殊在其運(yùn)動(dòng)半徑無(wú)窮大上。 （2） 物體做曲線運(yùn)動(dòng)表明在垂直于速度方向上有了加速度，即向心加速度。其運(yùn)動(dòng)學(xué)計(jì)算方法是： ，r為曲率半徑。 （3） 任何速度均由力產(chǎn)生，故向心加速度是由物體所受的力產(chǎn)生的。 十二、板書設(shè)計(jì) 1．火車轉(zhuǎn)彎——水平面的圓周運(yùn)動(dòng) 2．汽

20、車過(guò)拱橋——豎直面的圓周運(yùn)動(dòng)． 十三、背景知識(shí)與課外閱讀 愛因斯坦對(duì)我們的忠告---不要讓“常識(shí)”欺騙了你 這里提到的“常識(shí)”即“生活經(jīng)驗(yàn)”．愛因斯坦稱這類生活中沒(méi)有經(jīng)過(guò)認(rèn)真推敲或?qū)κ挛锏钠娴恼J(rèn)識(shí)為“常識(shí)”．他說(shuō)：“常識(shí)是18歲以前沒(méi)在思想上的一層偏見”．這個(gè)忠告應(yīng)特別引起我們的注意，因?yàn)橛行┏ＷR(shí)是不真實(shí)的，是感覺(jué)上的錯(cuò)誤，許多常識(shí)雖然是正確的，但只在一定的范圍內(nèi)表現(xiàn)為真理，這樣的例子在你學(xué)習(xí)物理的時(shí)候經(jīng)常遇到．例如，要想騎自行車在平直的馬路上勻速行駛，就一定要用力蹬，你就認(rèn)為要維持物體運(yùn)動(dòng)就一定需要力；再例如，下雨天你坐在汽車?yán)锟吹酵饷娴挠挈c(diǎn)斜向下運(yùn)動(dòng)，而實(shí)際雨點(diǎn)是向下運(yùn)動(dòng)的，例子不一而足，只是借此欄目告訴初學(xué)物理的同學(xué)，要用準(zhǔn)確的物理知識(shí)糾正過(guò)去自己錯(cuò)誤或片面的生活經(jīng)驗(yàn)，從而更好地掌握物理規(guī)律．