新人教版高中物理必修二《生活中的圆周运动》精品教案
《生活中的圆周运动》教学设计【高中物理必修2(人教版)教案】
《生活中的圆周运动》教学设计●教材分析《生活中的圆周运动》是新课标人教版物理必修二第五章《曲线运动》一章中的第七节，也是该章最后一节。
《课程标准》要求学生能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力。
本课内容是圆周运动有关知识的生活实例应用，是牛顿第二定律的重要应用之一，本节课的学习有助于了解物理学的特点和研究方法，体会物理学在生活中的应用以及对社会发展的影响，同时也为后面的学习打下基础。
●教学目标【知识与技能目标】1.分析铁路弯道上运动的火车的受力与运动。
2.理解汽车在拱形桥最高点、凹形桥最低点的向心力。
3.比较航天器中的完全失重状态与在地球上运动物体的完全失重状态。
4.了解离心运动，知道物体做离心运动的条件，分析生活和生产中的离心现象，知道离心运动的应用和防止。
【过程与方法目标】1.通过学习汽车在拱形桥最高点、凹形桥最低点，绳端、杆端、光滑内轨道与光滑外轨道上等的运动物体在最低点、最高点的向心力来源，进一步掌握临界思想、绳模型与杆模型，并能把匀速圆周运动的规律迁移到这些非匀速圆周运动。
2.通过比较两种完全失重状态，进一步理解何谓失重？3.关注圆周运动的规律与日常生活的联系。
4.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。
【情感态度价值观目标】1.通过学习匀速圆周运动规律可以运用于非匀速圆周运动、两种完全失重本质相同的，体会辩证思想——表象不同，本质却可能相同。
2.关注圆周运动的规律与日常生活的联系，激发物理性情，坚定学习信念。
●教学重难点【重点】1．理解向心力是一种效果力；2．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。
【难点】1．具体问题中向心力的来源分析；2．关于对临界问题的讨论和分析；3．对变速圆周运动的理解和处理。
●课前准备1、多媒体课件；2、学生完成相应预习内容；3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关资料。
●教学过程一、复习旧课我们详细学习了匀速圆周运动的规律（运动快慢的描述、运动条件及线速度、角速度、周期、向心力、向心加速度等公式），并且根据公式可推出：对于质量一定的匀速圆周运动，一定有相应的向心力作用：向心力满足（相互对应）一定的m、r、v、T、ω、f、n关系——即向心力公式。
生活中的圆周运动+教学设计 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
教学设计课程基本信息学科物理年级高一学期秋季课题生活中的圆周运动教学目标1.能运用供需平衡分析和处理生活中的圆周运动实例。
2. 知道离心运动及其产生条件，了解离心运动的应用与防止。
教学内容教学重点：1.具体问题中能分析向心力来源。
2.理解离心运动的条件。
教学难点：1.从供需平衡对具体圆周运动进行分析。
教学过程【回顾旧知】从第二节的案例“游乐场中的空中飞椅”复习解决匀速圆周运动的解题思路：从供需平衡列式。
强调生活中圆周运动的多样性：可以是非匀速，可以是圆弧。
继续从供需两方面研究其他圆周运动的物体。
【新课教学】一、火车转弯师：在转弯时火车实际在做圆周运动，但转弯处又是火车出事故的多发地。
播放视频：新闻播报西班牙脱轨事故监考与录音指出造成故的原因是超速过弯道，提问：火车转弯多少速度是合理的？展示火车车轮的构造学生讨论探究：火车转弯的特点并进行受力分析确定向心力。
指出此情况下的缺点。
. 师：（设疑引申）那么应该如何解决这一实际问题？观察一下真实铁路转弯，仔细观察可以发现其实铁轨不是一样高。
这样能否减小脱轨风险？[演示实验]“弹珠飞车”模型现象：调整内外轨道水平时，弹珠容易脱轨；外轨高于内轨道时，弹珠不脱轨。
请同学思考原因，画出受力图，加以定性说明.课件展示：火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的.强调说明：向心力是水平的.师：请同学们运用刚才的分析进一步讨论：实际的铁路上如果超速过弯或者慢速过弯，会受到什么力？[交流与讨论]学生结合受力图发表自己的见解，让学生代表画受力图，进行定性分析；如果过弯速度过小，，轮缘会受到内轨向外的挤压力，使指向圆心的合外力变小，重新满足供需平衡；如果过弯速度过大，则需要的向心力变大，轮缘会受到外轨向内的挤压力。
使指向圆心的合外力变大，重新满足供需平衡。
换到水平面上汽车转弯，受力分析，汽车受到重力、支持力、和指向圆心的静摩擦力。
向心力由静摩擦力提供。
生活中的圆周运动教案新人教版必修
生活中的圆周运动教案新人教版必修一、教学目标1. 让学生了解圆周运动的概念及其在生活中的应用。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
3. 引导学生关注生活中的圆周运动现象，提高学生的观察和思考能力。
二、教学内容1. 圆周运动的概念及其特点2. 生活中的圆周运动实例分析3. 圆周运动的物理原理三、教学重点与难点1. 重点：圆周运动的概念及其在生活中的应用。
2. 难点：圆周运动的物理原理的理解和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生主动探索圆周运动的特点和原理。
2. 利用生活中的实例，让学生直观地理解圆周运动的概念。
3. 运用小组讨论法，培养学生的合作意识和解决问题的能力。
五、教学过程1. 导入：通过展示生活中常见的圆周运动现象，如车轮运动、旋转门等，引导学生关注圆周运动。
2. 圆周运动的概念及其特点：讲解圆周运动的概念，分析其特点，如速度、加速度、向心力等。
3. 生活中的圆周运动实例分析：分析自行车轮子、摩天轮等实例，让学生理解圆周运动在生活中的应用。
4. 圆周运动的物理原理：讲解圆周运动的物理原理，如向心力、角速度、周期等。
5. 小组讨论：让学生结合生活中的实例，讨论圆周运动的特点和原理。
6. 总结与拓展：总结本节课的主要内容，布置课后作业，鼓励学生观察生活中的圆周运动现象。
教案篇幅有限，这只是一个简要的教学设计。
您可以根据实际教学需要，对教学内容、方法和过程进行调整和补充。
希望对您有所帮助！六、教学评估1. 课后作业：要求学生观察生活中的圆周运动现象，并运用所学的物理原理进行分析和解释。
2. 小组讨论报告：评估学生在小组讨论中的参与程度和提出的观点。
3. 课堂提问：评估学生对圆周运动概念和原理的理解程度。
七、教学资源1. 图片和视频素材：展示生活中的圆周运动现象，如车轮运动、旋转门等。
2. 物理实验器材：用于演示圆周运动的相关实验。
3. 教学PPT：提供直观的视觉效果，帮助学生理解圆周运动的概念和原理。
高中物理新课标人教版必修2优秀教案： 生活中的圆周运动
8 生活中的圆周运动整体设计圆周运动是生活中普遍存在的一种运动.通过一些生活中存在的圆周运动，让学生理解向心力和向心加速度的作用，知道其存在的危害及如何利用.通过对航天器中的失重想象让学生理解向心力是由物体所受的合力提供的，任何一种力都有可能提供物体做圆周运动的向心力.通过对离心运动的学习让学生知道离心现象，并能充分利用离心运动且避免因离心运动而造成的危害.本节内容着重于知识的理解应用，学生对于一些内容不易理解，因此在教学时注意用一些贴近学生的生活实例或是让学生通过动手实验来得到结论.注意引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的基础知识；熟练掌握应用向心力知识分析两类圆周运动模型的步骤和方法.锻炼学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的方法和能力；培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识.教学重点1.理解向心力是一种效果力.2.在具体问题中能找到向心力，并结合牛顿运动定律求解有关问题.教学难点1.具体问题中向心力的来源.2.关于对临界问题的讨论和分析.3.对变速圆周运动的理解和处理.课时安排1课时三维目标知识与技能1.知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力，会在具体问题中分析向心力的来源.2.能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例.3.知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度.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，提高学生的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.情感态度与价值观培养学生的应用实践能力和思维创新意识；运用生活中的几个事例，激发学生的学习兴趣、求知欲和探索动机；通过对实例的分析，建立具体问题具体分析的科学观念.教学过程导入新课情景导入赛车在经过弯道时都会减速，如果不减速赛车就会出现侧滑，从而引发事故.大家思考一下我们如何才能使赛车在弯道上不减速通过？课件展示自行车赛中自行车在通过弯道时的情景.根据展示可以看出自行车在通过弯道时都是向内侧倾斜，这样的目的是什么？赛场有什么特点？学生讨论结论：赛车和自行车都在做圆周运动，都需要一个向心力.而向心力是车轮与地面的摩擦力提供的，由于摩擦力的大小是有限的，当赛车与地面的摩擦力不足以提供向心力时赛车就会发生侧滑，发生事故.因此赛车在经过弯道时要减速行驶.而自行车在经过弯道时自行车手会将身体向内侧倾斜，这样身体的重力就会产生一个向里的分力和地面的摩擦力一起提供自行车所需的向心力，因此自行车手在经过弯道时没有减速.同样道理摩托车赛中摩托车在经过弯道时也不减速，而是通过倾斜摩托车来达到同样的目的.下面大家考虑一下，火车在通过弯道时也不减速，那么我们如何来保证火车的安全呢？ 复习导入1.向心加速度的公式：a n =r v 2=rω2=r(T π2)2. 2.向心力的公式：F n =m a n = m R v 2=m rω2=mr(Tπ2)2. 推进新课一、铁路的弯道课件展示观察铁轨和火车车轮的形状.讨论与探究火车转弯特点：火车转弯是一段圆周运动,圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面.受力分析，确定向心力（向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供）. 缺点：向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供，由于火车质量大，速度快，由公式F 向=mv 2/r ，向心力很大，对火车和铁轨损害很大.问题：如何解决这个问题呢？（联系自行车通过弯道的情况考虑）事实上在火车转弯处，外轨要比内轨略微高一点，形成一个斜面，火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的.强调说明：向心力是水平的.F 向= mv 02/r = F 合= mgtan θv 0=θtan gr（1）当v= v 0，F 向=F 合内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力.(2）当v ＞v 0，F 向＞F 合时外轨道对外侧车轮轮缘有压力.（3）当v ＜v 0，F 向＜F 合时内轨道对内侧车轮轮缘有压力.要使火车转弯时损害最小，应以规定速度转弯，此时内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力.二、拱形桥课件展示交通工具（自行车、汽车等）过拱形桥.问题情境：质量为m 的汽车在拱形桥上以速度v 行驶，若桥面的圆弧半径为R ，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力.通过分析，你可以得出什么结论？画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力.思路：在最高点，对汽车进行受力分析，确定向心力的来源；由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力；由牛顿第三定律求出桥面受到的压力F N ′=G R mv 2可见，汽车对桥的压力F N ′小于汽车的重力G ，并且，压力随汽车速度的增大而减小. 思维拓展汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大还是小呢？学生自主画图分析，教师巡回指导.课堂训练一辆质量m=2.0 t 的小轿车，驶过半径R=90 m 的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10 m/s 2.求：（1）若桥面为凹形，汽车以20 m/s 的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？（2）若桥面为凸形，汽车以10 m/s 的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？（3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？解答：（1）汽车通过凹形桥面最低点时，在水平方向受到牵引力F 和阻力f.在竖直方向受到桥面向上的支持力N 1和向下的重力G=mg ，如图所示.圆弧形轨道的圆心在汽车上方，支持力N 1与重力G=mg 的合力为N 1-mg ，这个合力就是汽车通过桥面最低点时的向心力，即F 向=N 1-mg.由向心力公式有：N 1-mg=Rv m 2解得桥面的支持力大小为N 1=R v m 2+mg=(2 000×90202+2 000×10)N=2.89×104 N 根据牛顿第三定律，汽车对桥面最低点的压力大小是2.98×104 N.（2）汽车通过凸形桥面最高点时，在水平方向受到牵引力F 和阻力f ，在竖直方向受到竖直向下的重力G=mg 和桥面向上的支持力N 2，如图所示.圆弧形轨道的圆心在汽车的下方，重力G=mg 与支持力N 2的合力为mg-N 2，这个合力就是汽车通过桥面顶点时的向心力，即F 向=mg-N 2，由向心力公式有mg-N 2=Rv m 2解得桥面的支持力大小为N 2=mg R v m 2-=(2 000×10-2 000×90102)N=1.78×104 N 根据牛顿第三定律，汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为1.78×104 N.（3）设汽车速度为v m 时，通过凸形桥面顶点时对桥面压力为零.根据牛顿第三定律，这时桥面对汽车的支持力也为零，汽车在竖直方向只受到重力G 作用，重力G=mg 就是汽车驶过桥顶点时的向心力，即F 向=mg ，由向心力公式有mg=Rv m m 2 解得：v m =9010⨯=gR m/s=30 m/s汽车以30 m/s 的速度通过桥面顶点时，对桥面刚好没有压力.说一说汽车不在拱形桥的最高点或最低点时,它的运动能用上面的方法求解吗?汽车受到重力和垂直于支持面的支持力,将重力分解为平行于支持面和垂直于支持面的两个分力,这样,在垂直于支持面的方向上重力的分力和支持力的合力提供向心力.三、航天器中的失重现象引导学生阅读教材“思考与讨论”中提出的问题情境，用学过的知识加以分析，发表自己的见解.上面“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞行中.假设宇宙飞船质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面的重力.试求座舱对宇航员的支持力.此时飞船的速度多大？通过求解，你可以得出什么结论？其实在任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器中，都是一个完全失重的环境.其中所有的物体都处于完全失重状态.四、离心运动问题：做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢？如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢？结论：如果向心力突然消失，物体由于惯性，会沿切线方向飞出去.如果物体受的合力不足以提供向心力，物体虽不能沿切线方向飞出去，但会逐渐远离圆心.这两种运动都叫做离心运动. 结合生活实际，举出物体做离心运动的例子.在这些例子中，离心运动是有益的还是有害的？你能说出这些例子中离心运动是怎样发生的吗？参考答案：①洗衣机脱水②棉砂糖③制作无缝钢管④魔盘游戏⑤汽车转弯⑥转动的砂轮速度不能过大汽车转弯时速度过大，会因离心运动造成交通事故水滴的离心运动 洗衣机的脱水筒总结：1.提供的外力F 超过所需的向心力,物体靠近圆心运动.2.提供的外力F 恰好等于所需的向心力,物体做匀速圆周运动.3.提供的外力F 小于所需的向心力,物体远离圆心运动.4.物体原先在做匀速圆周运动，突然间外力消失，物体沿切线方向飞出.例1 如图所示，杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，大家讨论一下满足什么条件水才能从水桶中流出来.若水的质量m=0.5 kg ，绳长l=60 cm ，求：（1）最高点水不流出的最小速率.（2）水在最高点速率v=3 m/s 时，水对桶底的压力.解析：（1）在最高点水不流出的条件是重力不大于水做圆周运动所需要的向心力即mg≤lv m 20 则所求最小速率v 0=8.96.0⨯=gl m/s=2.42 m/s.（2）当水在最高点的速率大于v 0时，只靠重力提供向心力已不足，此时水桶底对水有一向下的压力，设为F N ，由牛顿第二定律有F N +mg=lv m 2F N =lv m 2-mg=2.6 N 由牛顿第三定律知，水对桶底的作用力F N ′=F N =2.6 N ，方向竖直向上.答案：(1)2.42 m/s (2)2.6 N ，方向竖直向上提示：抓住临界状态，找出临界条件是解决这类极值问题的关键.课外思考：若本题中将绳换成轻杆，将桶换成球，上面所求的临界速率还适用吗？ 课堂训练1.如图所示，在水平固定的光滑平板上，有一质量为M 的质点P ，与穿过中央小孔H 的轻绳一端连着.平板与小孔是光滑的，用手拉着绳子下端，使质点做半径为a 、角速度为ω1的匀速圆周运动.若绳子迅速放松至某一长度b 而拉紧，质点就能在以半径为b 的圆周上做匀速圆周运动.求质点由半径a 到b 所需的时间及质点在半径为b 的圆周上运动的角速度.解析：质点在半径为a 的圆周上以角速度ω1做匀速圆周运动，其线速度为v a =ω1a.突然松绳后，向心力消失，质点沿切线方向飞出以v a 做匀速直线运动，直到线被拉直,如图所示.质点做匀速直线运动的位移为s=22a b -，则质点由半径a 到b 所需的时间为：t=s/v a =22a b -/（ω1a ）.当线刚被拉直时，球的速度为v a =ω1a ，把这一速度分解为垂直于绳的速度v b 和沿绳的速度v′.在绳绷紧的过程中v′减为零，质点就以v b 沿着半径为b 的圆周做匀速圆周运动.根据相似三角形得b v a v a b =,即ba ab 12ωω=.则质点沿半径为b 的圆周做匀速圆周运动的角速度为ω2=a 2ω1/b 2.2.一根长l=0.625 m 的细绳，一端拴一质量m=0.4 kg 的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，求：（1）小球通过最高点时的最小速度;（2）若小球以速度v=3.0 m/s 通过圆周最高点时，绳对小球的拉力多大？若此时绳突然断了，小球将如何运动?分析与解答：（1）小球通过圆周最高点时，受到的重力G=mg 必须全部作为向心力F 向，否则重力G 中的多余部分将把小球拉进圆内，而不能实现沿竖直圆周运动.所以小球通过圆周最高点的条件应为F 向≥mg ，当F 向=mg 时，即小球受到的重力刚好全部作为通过圆周最高点的向心力，绳对小球恰好不施拉力，如图所示，此时小球的速度就是通过圆周最高点的最小速度v 0，由向心力公式有：mg=lv m 20 解得：G=mg=lv m 20v 0=625.010⨯=gl m/s=2.5 m/s.（2）小球通过圆周最高点时，若速度v 大于最小速度v 0，所需的向心力F 向将大于重力G ，这时绳对小球要施拉力F ，如图所示，此时有F+mg=lv m 2 解得：F=l v m 2-mg=(0.4×625.00.32-0.4×10)N=1.76 N 若在最高点时绳子突然断了，则提供的向心力mg 小于需要的向心力lv m 2，小球将沿切线方向飞出做离心运动（实际上是平抛运动）.课堂小结本节课中需要我们掌握的关键是：一个要从力的方面认真分析，搞清谁来提供物体做圆周运动所需的向心力，能提供多大的向心力，是否可以变化；另一个方面从运动的物理量本身去认真分析，看看物体做这样的圆周运动究竟需要多大的向心力.如果供需双方正好相等，则物体将做稳定的圆周运动；如果供大于需，则物体将偏离圆轨道，逐渐靠近圆心；如果供小于需，则物体将偏离圆轨道，逐渐远离圆心；如果外力突然变为零，则物体将沿切线方向做匀速直线运动.布置作业教材“问题与练习”第1、2、3、4题.板书设计8.生活中的圆周运动一、铁路的弯道1.轨道水平：外轨对车的弹力提供向心力轨道斜面：内外轨无弹力时重力和支持力的合力提供向心力二、拱形桥拱形桥：F N =G-m Rv 2凹形桥：F N =G+m Rv 2三、航天器的失重现象四、离心运动1.离心现象的分析与讨论2.离心运动的应用与防止活动与探究课题：到公园里亲自坐一下称为“魔盘”的娱乐设施，并研究、讨论：“魔盘”上的人所需向心力由什么力提供？为什么转速一定时，有的人能随之一起做圆周运动，而有的人逐渐向边缘滑去？观察并思考：1.汽车、自行车等在水平面上转弯时，为什么速度不能过大？2.观察滑冰运动员及摩托车运动员在弯道处的姿势，并分析其受力情况.习题详解1.解答：因为正常工作时转动轴受到的水平作用力可认为是零，所以转动轴OO′将受到的作用力完全是由小螺丝钉P 做圆周运动时需要的向心力引起的.故力F=mω2r=m(2πn)2r=0.01×(2×3.14×1 000)2×0.20 N=7.89×104 N.2.解答：这辆车拐弯时需要的向心力为F=r v m 2=2.0×103×50202N=1.6×104 N ＞1.4×104 N 所以这辆车会发生侧滑.3.解答：（1）汽车在桥顶时受力分析如图所示.汽车通过拱形桥则据牛顿第二定律有G-F N =rv m 2① 代入数据可得F N =7 600 N,所以由牛顿第三定律有汽车对地面的压力为7 600 N.（2）当F N =0时，汽车恰好对桥没有压力，此时可得汽车的速度为v=22.4 m/s （g 取10 m/s 2）.（3）由①式可知，对同样的车速，拱桥圆弧的半径越大，汽车对桥的压力就越大,所以拱桥的半径比较大些安全.（4）因为腾空时F N =0，所以其速度v=64000008.9⨯=gR m/s=7 900 m/s即需要7 900 m/s 的速度才能腾空.4.解答：对小孩的受力分析如图所示，则据牛顿第二定律有F N -G=r v m 2 由机械能守恒定律有mgl(1-cos60°)=221mv 两式联立代入数据可得F N =450N,故秋千板摆到最低点时，小孩对秋千板的压力是450N.设计点评本节课重点是圆周运动中向心力和向心加速度的应用，关键问题是要找出向心力是由谁来提供.圆周运动和生活密切相关，学生容易受到生活中的定势思维所干扰，对向心力分析不足，所以教学中列举了生活中大量的常见现象，并借助生活中的事例进行辨析，通过师生分析、论证从而得出了正确的结论.。
新人教版高中物理必修二生活中的圆周运动精品教案
新人教版高中物理必修二《生活中的圆周运动》精品教案【二】、拱形桥力的?进一步受力分析得：需增加的向心力(效果力)，是由车轮的轮缘和铁轨之间相互挤压而产生的弹力供应．师：挤压的后果会怎样?生：由于火车质量、速度比拟大，故所需向心力也很大．这样的话，轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大，导致的后果是铁轨简单损坏，轨缘也简单损坏．师：那么应当如何解决这一问题呢?结合学过的学问加以讨论：经过短暂的讨论，让学生看课本24页找寻答案。
强调说明：向心力是程度的．师：请同学们运用刚刚的分析进一步讨论：实际的铁路上为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?【二】拱形桥马路上的拱形桥是我们常见的，汽车过桥时的运动可以看作是圆周运动，那么汽车在桥的弧顶时，对桥的压力与汽车的速度有什么关系？同学们自己分析。
生：在最高点，对汽车进展受力分析，确定向心力的来源；由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力：由牛顿第三定律求出桥面受到的压力．F N=G—mv2/r 可见，汽车对桥的压力F’N小于汽车的重力G，并且压力随汽车速度的增大而减小．师：请同学们进一步考虑当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大．当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象?生：把F’N=0代人上式可得，此时汽车的速度为gRv ，当汽车的速度大于这个速度时，就会发生汽车飞出去的现象．这种现象我们在电影里看到过．师：好，下面再一起共同分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些．生：通过对汽车进展受力分析．汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大．[课堂训练]师：请同学们一起来看一道例题，看完题后，自己先独立分析、处理，然后我们再一道沟通、讨论．例：一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m／s2．求：(1)若桥面为凹形，汽车以20m／s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大?(2)若桥面为凸形，汽车以l0m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大?(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？解：。
生活中的圆周运动》教学设计
生活中的圆周运动》教学设计1、教材分析：生活中的圆周运动》是新课程人教版必修2第五章的最后一节。
本节课是在学生研究了圆周运动、向心加速度、向心力之后的一节应用课。
通过研究圆周运动规律在生活中的具体应用，使学生深入理解圆周运动规律，并且结合日常生活中的某些体验，加深物理知识在头脑中的印象。
这一节既是本章关于圆周运动的总结，同时又对于下一章的万有引力与航天的知识，起到承上启下的作用。
2、教学目标：1）知识与技能：A、能定性分析火车外轨比轨高的原因，能定量计算火车转弯的临界速度；B、能定量分析汽车过拱桥最高点和凹形桥最低点的压力问题；C、知道航天器中航天员失重的原因；D、知道离心运动及其产生条件，了解离心运动的应用于防止；2）过程与方法：A、进一步加深对向心力的认识，会用牛顿第二定律分析向心力的来源；B、培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力，提高学生概括总结知识的能力；C、充分展现中学生核心素养的基本原则。
3）情感、态度和价值观：A、通过向心力在具体问题中的应用，培养学生将物理知识应用于生活和生产实践意识；B、通过一些事例，使学生初步建立严谨的科学态度和研究物理的责任感和自豪感；C、体会圆周运动的奥妙，培养学生研究物理知识的求知欲；D、充分体现中学生核心素养的价值定位。
3、教学重、难点：1）教学重点：分析具体问题中向心力的来源。
依据：学生常常误认为向心力是一种特殊的力，是做匀速圆周运动的物体另外受到的力，课本中明确指出这种看法是错误的，应正确认识向心力的来源，并且对向心力的来源分析地比较仔细，因此教学中应充分重视这一点。
2）教学难点：A、能把所认识到的圆周运动按照水平、竖直方面进行分类，按照步骤进行问题分析；B、具体的火车结构。
难点突破：用分类的方法把相同的物理情景归为一类，然后找到他们共同的解题方法；对学生不太熟悉的火车车轮结构等问题借助演示图片加以说明，使学生更易理解。
二、学情分析学生已经初步掌握了匀速圆周运动、向心力、向心加速度的概念，但对于向心力的来源还不够清晰，这会影响他们对知识的应用和解决实际问题的能力。
高中物理《生活中的圆周运动》优质课教案、教学设计
《生活中的圆周运动》教学设计【教学目标】1.知识与技能：（1）通过分析公路和铁路中拐弯中的受力，能找出拐弯问题中向心力的来源，并能熟练应用牛顿第二定律列出向心力的方程。
（2）通过对拱形桥和凹形桥的受力分析，能找出向心力的来源，并能熟练应用牛顿第二定律列出向心力的方程。
（3）通过思考课本28 页“思考与讨论”，体会物理模型的奇妙2.过程与方法：（1）通过对圆周运动的实例分析，渗透渗透理论联系实际的观点，提高分析和解决问题的能力。
（2）通过课前的调查准备，培养学生科学探究的精神，经历观察的过程3.情感态度价值观：（1）通过合作探究，使学生养成与他人合作、交流、反思的习惯，培养与他人共同探究的团队精神。
（2）通过充当小老师，假设自己是工程师等方式体验和分享探究成功的喜悦，对科学探究产生浓厚的兴趣（3）通过向心力在具体问题中的应用，培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。
【教学重点】分析具体问题中向心力的来源。
依据：学生常常误认为向心力是一种特殊的力，是做匀速圆周运动的物体另外受到的力，课本中明确指出这种看法是错误的，以及如何正确认识向心力的来源，并且对向心力的来源分析地比较仔细，因此教学中应充分重视这一点。
【教学难点】在具体问题中分析向心力来源，尤其是在火车转弯问题中。
具体办法：对学生不太熟悉的火车车轮结构等问题借助视频、图片加以说明，使学生更易理解。
【教法分析】（一）教学方法：创设情景法，集体讨论法，多媒体教学法。
（二）教学手段：多媒体辅助教学，主要PowerPoint 演示文稿以及图片，并辅以视频。
【教法分析】（一）学习方法：自主探究法，分析归纳法，总结反思法（二）通过展示图片、视频创设情境，以提问的方式引导学生展开问题的讨论，并归纳总结出结论。
过程中体现“教师为主导，学生为主体”的教育思想。
让学生进入角色充当课堂教学的主体，整堂课由学生完成，帮助学生自觉、生动地进行思维活动。
使学生既学到了知识又掌握了学习方法，既培养了能力又发展了智力。
高中物理6.8 生活中的圆周运动教案人教版必修二
6.8 生活中的圆周运动【教学目标】知识与技能1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。
2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。
3、会在具体问题中分析向心力的来源。
过程与方法培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法情感态度与价值观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【教学重点】1、掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例【教学难点】理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力。
【教学课时】1课时【课堂实录】引入新课1、复习提问：（1）向心力的求解公式有哪几个？（2）如何求解向心加速度？2、引入：本节课我们应用上述公式来对几个实际问题进行分析。
新课讲解（一）用投影片出示本节课的学习目标知识与技能1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。
2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。
3、会在具体问题中分析向心力的来源。
过程与方法培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法情感态度与价值观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（二）学习目标完成过程1：关于向心力的来源。
（1）介绍：分析和解决匀速圆周运动的问题，首先是要把向心力的来源搞清楚。
2：说明：a：向心力是按效果命名的力；b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力；c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。
3．简介运用向心力公式的解题步骤：（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。
（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力。
（3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力共式列方程。
（4）解方程，对结果进行必要的讨论。
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教学活动
[复习提问]
师：请同学们回顾并叙述出对于圆周运动你已经理解和掌握了哪些基本知识。
生：我已经理解和掌握了可以用线速度、角速度、转速和周期等来描述做圆周运动物体的运动快慢；知道了圆周运动一定是变速运动，一定具有加速度；掌握了对于圆周运动的有关问题还必须通过运用牛顿第二定律去认真分析和处理．
[课堂训练]
师：请同学们一起来看一道例题，看完题后，自己先独立分析、处理，然后我们再一道交流、讨论．
例：一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m／s2．求：
(1)若桥面为凹形，汽车以20m／s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大?
(2)若桥面为凸形，汽车以l0m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大?
生：通过整体法对宇宙飞船受力分析，并运用牛顿第二定律可解得：宇宙飞船的
度为 ，再对宇航员进行分析可得．此时座椅对宇航员的支持力体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢?如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢?发表你的见解并说明原因．
新人教版高中物理必修二《生活中的圆周运动》精品教案
课题
§5.8生活中的圆周运动
课型
新授课
教学目标
知识与技能
1．会在具体问题中分析向心力的来源．
2．能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例．
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．
学生独立分析以上提出的问题，并在练习本上画出受力分析图，尝试解答．
教师引导学生间交流、讨论．
师：刚才同学们交流、讨论的问题即为课本第25页上面的“思考与讨论”，该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中．
假设宇宙飞船质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力．试求座舱对宇航员的支持力．此时飞船的速度多大?通过求解．你可以得出什么结论?
生：我认为做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会沿切线飞出去，如体育中的“链球”运动，运动员手一放后，“链球”马上飞了出去．
生：如果物体受的合力不足以提供向心力，它会做逐渐远离圆心的运动．如：在电影中经常看到，速度极快的汽车在急速转弯时．会有向外侧滑寓的现象．
师：(听取学生代表的发育，点评、总结)如果向心力突然消失，物体由于惯性，会沿切线方向飞出去．如果物体受的合力不足以提供向心力，物体虽不能沿切线方向飞出去．但会逐渐远离圆心．这两种运动都叫做离心运动．
生：在最高点，对汽车进行受力分析，确定向心力的来源；由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力：由牛顿第三定律求出桥面受到的压力．FN=G—mv2/r可见，汽车对桥的压力F’N小于汽车的重力G，并且压力随汽车速度的增大而减小．
师：请同学们进一步考虑当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大．当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象?
2．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．
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．
师：那么应该如何解决这一问题呢?结合学过的知识加以讨论：
经过短暂的讨论，让学生看课本24页寻找答案。强调说明：向心力是水平的．
师：请同学们运用刚才的分析进一步讨论：实际的铁路上为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?
【二】拱形桥
公路上的拱形桥是我们常见的，汽车过桥时的运动可以看作是圆周运动，那么汽车在桥的弧顶时，对桥的压力与汽车的速度有什么关系？同学们自己分析。
生：从匀速圆周运动中总结出来的基本规律，通过运用等效的物理思想也可以去处理变速圆周运动的有关问题．
师：刚才几位同学各自从不同的角度回顾和交流了对圆周运动有关基本知识和基本规律的认识．而我们知道学以致用是学习的最终目的，本节课将通过几个具体实例的探讨来深入理解相关知识点并学会应用．
[新课教学]
【一】铁路的弯道
师：对，转弯时合外力不为零，即需要提供向心力，那么火车转弯时是如何获得向心力的?
进一步受力分析得：需增加的向心力(效果力)，是由车轮的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供．
师：挤压的后果会怎样?
生：由于火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大．这样的话，轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大，导致的后果是铁轨容易损坏，轨缘也容易损坏．
临界条件
能过最高点的条件，此时绳或轨道对球分别产生______________
不能过最高点的条件
2．如图丙丁所示，为有支撑物的小球在竖直平面做圆周运动过最高点的情况
竖直平面内的圆周运动，往往是典型的变速圆周运动。对于物体在竖直平面内的变速圆周运动问题，中学阶段只分析通过最高点和最低点的情况，并且经常出现临界状态，下面对这类问题进行简要分析。
重难点
教学重点
1．理解向心力是一种效果力．
2．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．
教学难点
1．具体问题中向心力的来源．
2．关于对临界问题的讨论
知识主干
一．新课导入。
二．新课的讲授。
《一》、铁路的弯道
【二】、拱形桥
【三】、航天器中的失重现象：
【四】、离心运动
【五】临界条件
(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？
解：
【三】航天器中的失重现象：
师：从刚才研究的一道例题可以看出，当汽车通过拱形桥凸形桥面顶点时，如果车速达到一定大小，则可使汽车对桥面的压力为零．如果我们把地球想象为特大的“拱形桥”，则情形如何呢?会不会出现这样的情况；速度达到一定程度时，地面对车的支持力是零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?驾驶员躯体各部分之间的压力是多少?他这时可能有什么感觉?
能过最高点的条件，此时杆对球的作用力
当0<V< 时，杆对小球，其大小
当v= 时，杆对小球
当v> 时，杆对小球的力为其大小为____________
讨论：绳与杆对小球的作用力有什么不同？
[课堂训练]
3杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m＝0．5 kg，绳长l=60cm，求：
生：把F’N=0代人上式可得，此时汽车的速度为 ，当汽车的速度大于这个速度时，就会发生汽车飞出去的现象．这种现象我们在电影里看到过．
师：好，下面再一起共同分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些．
生：通过对汽车进行受力分析．汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大．
[讨论与思考]
师：请同学们结合生活实际，举出物体做离心运动的例子．在这些例子中，离心运动是有益的还是有害的?你能说出这些例子中离心运动是怎样发生的吗?课本中的例子“洗衣机脱水时”和“高速运动的汽车转弯时”．
【五】临界条件竖直平面内圆周运动中的临界问题
.o
….
甲乙丙丁
1．如图甲、乙所示，没有支撑物的小球在竖直平面作圆周运动过最高点的情况：
师：同学们思考在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用?这几个力的关系如何?
生：火车受到4个力的作用，各为两对平衡力，即合外力为零．
师：对，火车受重力、支持力、牵引力及摩擦力．且四个力合力为零，其中重力和支持力的合力为零，牵引力和摩擦力的合力为零．
师：那火车转弯时情况会有何不同呢?
生：转弯时火车的速度方向在不断变化，故其一定有加速度，其合外力一定不为零．
了，小球将做什么运动？
(1)最高点水不流出的最小速率，
(2)水在最高点速率v＝3 m／s时，水对桶底的压力．
4.一根长l＝0.625 m的细绳，一端拴一质量m=0.4 kg的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，求：
(1)小球通过最高点时的最小速度；
(2)若小球以速度v=3.0m／s通过圆周最高点时，绳对小球的拉力多大?若此时绳突然断