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豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)設(shè)計(jì) 【教學(xué)目標(biāo)】 （一） 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(wèn)題中分析向心力的來(lái)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。 （二） 過(guò)程與方法 1、通過(guò)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(wèn)題的能力. 2、通過(guò)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. （三） 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 對(duì)幾個(gè)實(shí)例的分析，使學(xué)生明確具體問(wèn)題必須具體分析，學(xué)會(huì)用合理、科學(xué)的方法處理問(wèn)題。 ★教學(xué)重點(diǎn) 在具體問(wèn)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(wèn)題。 ★教學(xué)難點(diǎn) 1、具體問(wèn)題中向心力的來(lái)源。 2、關(guān)于對(duì)臨界問(wèn)題的討論和分析。 【學(xué)情分析】學(xué)生通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)已經(jīng)初步的掌握了解決圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般方法，在此基礎(chǔ)上，本節(jié)課在深入的探討生活中的圓周運(yùn)動(dòng)，特別是臨界問(wèn)題的解決。 【教材分析】討論教科書中的這幾個(gè)實(shí)例時(shí)，要抓住這樣的基本思想，即先分析物體所受的力，然后列出方程、解方程。 【教學(xué)手段和設(shè)施】探究式教學(xué) 一個(gè)透明的塑料瓶和一個(gè)過(guò)山車演示儀 【教學(xué)過(guò)程】 l 溫故知新 1、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的受力特點(diǎn) 2、向心力公式的復(fù)習(xí) 3、汽車過(guò)橋問(wèn)題的回顧 l 課堂引入 向?qū)W生展示過(guò)山車的圖片和演示水流星的表演，并提出問(wèn)題：為什么在最高點(diǎn)時(shí)過(guò)山車不下落？水不流下呢 l 課堂自主導(dǎo)學(xué) 一、繩拴小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng) 【演示】用一細(xì)繩拴住一重物在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng) 【問(wèn)題探討】 （1）分析小球在最低點(diǎn)的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況的關(guān)系 （2）分析小球在最高點(diǎn)的情況 1、對(duì)小球受力分析 2、列式 3、根據(jù)公式分析當(dāng)速度減小時(shí)，什么隨之發(fā)生變化，如何變？ 【點(diǎn)撥】 1、當(dāng)拉力為零時(shí)，小球通過(guò)最高點(diǎn)的速度是最小的，并求得最小速度Vm 2、若速度小于Vm，小球?qū)⒃谥亓Φ淖饔孟孪侣洹? 二、生活中常見(jiàn)的圓周運(yùn)動(dòng) （1）過(guò)山車 （2）水流星 【學(xué)以致用】 讓學(xué)生根據(jù)上述知識(shí)，解決之前提到的兩個(gè)問(wèn)題 三、 輕桿栓小球在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng) 【設(shè)問(wèn)】輕桿與繩的區(qū)別都有那些呢 【問(wèn)題研討】當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí) （1） 情況一：小球只受到重力的作用，即此時(shí)輕桿對(duì)小球沒(méi)有作用力，求小球此時(shí)的速度大小（已知桿的長(zhǎng)度為r） （2） 情況二：若小球在最高點(diǎn)的速度大于上述速度，試分析此時(shí)輕桿的作用力是什么力，方向向哪？ （3） 情況三：若小球在最高點(diǎn)的速度小于上述速度，試分析此時(shí)輕桿的作用力是什么力，方向向哪？ 【歸納總結(jié)】 當(dāng)V 時(shí)，輕桿對(duì)小球沒(méi)有作用力 當(dāng)V 時(shí)，輕桿對(duì)小球施加的是向 的拉力 當(dāng)V 時(shí)，輕桿對(duì)小球施加的是向 的支持力 在最高點(diǎn)的最小速度Vm= 【問(wèn)題研討】當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)輕桿對(duì)小球的作用力情況怎樣和最高點(diǎn)時(shí)有什么不同呢 【習(xí)題鞏固】 例1、長(zhǎng)為0.4m的輕繩一端系一質(zhì)量為1kg的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，它在最高點(diǎn)的最小速度是多少？(g=10m/s2) 例2、如果上題改成長(zhǎng)為0.4m的輕桿一端系一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，它在最高點(diǎn)的最小速度是多少？當(dāng)球在最高點(diǎn)速度為4m/s 時(shí)，求桿對(duì)球的作用力，當(dāng)小球在最高點(diǎn)速度1m/s時(shí)，求桿對(duì)球的作用力。 體系拓展導(dǎo)思 小球在光滑管內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，在最高點(diǎn)的情況怎樣？（小球直徑略小于管的內(nèi)徑） 課堂過(guò)關(guān)測(cè)試 1、小球固定在輕直桿的一端，球隨桿一起繞0在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，己知桿長(zhǎng)為l，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是( ) A．小球速度至少等于 B．小球?qū)U的作用一定是壓力； C．小球?qū)U的作用一定是拉力 D．小球?qū)U的作用可能是壓力，也可能是拉力． 2、某人站在水平地面上，用手握住長(zhǎng)為R細(xì)繩的一端，繩的另一端系一小球，此小球以握住細(xì)繩的手為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則(不計(jì)空氣阻力)( ) A．小球在最高點(diǎn)的向心加速度大于等于g。 B．小球通過(guò)最高點(diǎn)的線速度可能為零。 C．小球通過(guò)最高點(diǎn)的線速度最小為 D．小球通過(guò)最高點(diǎn)的角速度大于等于 3、繩系著裝水的桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m=0.5kg，繩長(zhǎng)=40cm.求（1）桶在最高點(diǎn)水不流出的最小速率？（2）水在最高點(diǎn)速率=3m/s時(shí)水對(duì)桶底的壓力？(g取10m/s2) 作業(yè)設(shè)計(jì) 1、質(zhì)量為1kg的小球沿半徑為20cm的圓環(huán)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，求（1）小球在圓環(huán)的最高點(diǎn)A不掉下來(lái)的最小速度是多少？此時(shí)小球的向心加速度是多少？（2）若小球仍用以上的速度經(jīng)過(guò)圓環(huán)的最高點(diǎn)A，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)的最低點(diǎn)B時(shí)，對(duì)圓環(huán)的壓力是多少？此時(shí)小球的向心加速度是多少？ 【考察目的】本節(jié)課基本規(guī)律的鞏固練習(xí)，難度中等 2、飛行員的質(zhì)量為m,他駕駛飛機(jī)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)飛機(jī)飛到最高點(diǎn)時(shí)速度為v1，飛行員對(duì)機(jī)座的壓力恰好為零。若飛機(jī)飛到最低點(diǎn)時(shí)速度為v2，求飛行員對(duì)機(jī)座的壓力是多少？ 【考察目的】應(yīng)用規(guī)律解決生活中的實(shí)際問(wèn)題，難度中等偏上 知識(shí)小結(jié)歸納 一、繩拴小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng) 二、生活中常見(jiàn)的圓周運(yùn)動(dòng) 三、桿栓球在豎直面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)