5、7生活中的圆周运动
课堂教学设计
学生课前准备
课前布置有条件的学生观察铁路铁轨、 公路弯道、拱形桥。
课前完成课堂预习案，提出思考性问题。
教学过程：【情境创设、导入新课】--【探究设计】--【点拨释疑】--【自主训练】--【展示提高】--【合作学习】--【拓展实验】--【当堂自测】
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
情境创设导入新课
用多媒体向学生展示4.28胶济火车出轨事故报道并提出问题：
（1）大家看事故片段，了解翻车的原因是什么？
（2）在哪里翻车？做什么运动？
观看、思考视频内容
通过视频、精练的语言导入新课，达到“激兴、点题，并起到增强学生安全意识的”
讲
授
新
课
向心力的理解
1、通过动画引导学生分析向心力的来源，明确向心力的需求量
2、明确本节课解决圆周运动的基本思路
复习圆锥摆、光滑漏斗模型，学生思考后回答：
通过学生对已有知识的理解加深，建构本节课学习新知识的良好的认知结构。
实例分析
1.火车水平轨道转弯
教师用多媒体（和实物模型）展示火车车轮和铁轨的基本形状，并提出下列问题：
（1）圆周运动平面是哪个？圆心在哪里？
（2）由谁提供向心力
2火车倾斜弯道转弯
提问：由于火车质量较大，速度较大势必对火车的轮缘和铁轨破坏性极大。请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道(要求：画简易模型，火车用矩形表示，轨道用水平面或斜面表示）
3、若火车的速度大于或小于这个值时，会怎么样呢？
4.汽车过拱形桥
通过图片展示，学生先自主分析在不同情况下过桥时，对桥的作用力
教师提出问题：过凸的路面时，如果速度不断变大，大到一定程度会出现什么情况？
教师点拨分析：
教师多媒体播放航天器的失重现象。
1、学生思考：火车是在水平面内做圆周运动，所需向心力是什么力提供？
2、学生自主探究分析
（设计方案）
3、学生通过小组讨论，探究解决问题的方案
4、学生上讲台展示：
5、学生自主练习
6、拓展深化：地球可以看作一个巨大的拱型桥，其半径就是地球半径R，若汽车不断加速，则地面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，支持力会变成零？
通过对水平轨道火车转弯问题的分析，引导学生认识轮缘的作用，及其存在的弊端，激发学生思考，推理能力
培养学生的创造力
让学生有团队合作意识，能主动的对待问题，提出合理方案，培养学生解决问题能力
本环节通过对凹凸路面问题的探究，使学生掌握竖直平面内的圆周运动的一般研究方法，并通过感受建立模型的过程。
通过对凹凸桥的分析，拓展，使学生的对圆周运动的分析方法得到进一步提升。
拓展实验
当堂自测
5水流星实验。
6、当堂自测
在“水流星”的表演中，杯子在竖直面内做圆周运动，到最高点时，杯口朝下，但杯中的水却不会流下来，为什么呢？(用图中所标的量列式说明）
一生登台表演
分析水不流出的原因。
当堂自测：
检查学生对本节知识的掌握情况
通过将生活问题实际化，培养学生爱观察、爱思考，理论联系实际的好习惯。
课堂 小结
处理圆周运动的基本思路
从“供”“需”两方面来进行研究：
“供”——对物体受力分析，求沿半径方向的合外力
“需”——确定物体轨道圆心、半径、用公式求出所需向心力
“供”“需”平衡则做圆周运动
学生观察立体资料，分析总结
使学生对本课所掌握的所有信息被全部调动起来，也培养了学生的概括能力，更有利于学生对本课内容的整体建构。
作业
课后习题
1 2 3
课件24张PPT。5、7生活中的圆周运动 原因:1. 超速
2.脱轨的地点是弯道。事故分析学习目标1.会分析火车转弯问题，理解其向心力的来源。
2.能独立探究汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。
3.能运用匀速圆周运动公式和牛顿运动定律分析生活中的圆周运动问题。回顾圆锥摆知识：沿光滑漏斗做圆周运动的小球F“供需”平衡 物体做匀速圆周处理圆周运动问题的基本思路从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体受力分析运动公式火车车轮结构一、铁路的弯道火质量太大，据F=man这个弹力会很大，会对轨道和轮缘造成损坏。外轨内轨外轨对轮缘的弹力水平轨道转弯修筑铁路时，火车弯道应如何设计呢？自主探究1（5分钟） 请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道
(要求：画简易模型，火车用矩形表示，轨道用水平面或斜面表示）
在转弯处外轨略高于内轨提供火车转弯的向心力的方向是在水平方向上还是在与斜面平行的方向上？学生展示1（3分钟）类比思考与讨论（同桌或前后桌交流）若火车的速度大于或小于这个值时，会怎么样呢？轮缘受到外轨向内的弹力轮缘受到内轨向外的弹力学生展示2列车速度过快，造成翻车脱轨事故火车要大幅度提速则铁路弯道如何改变？增大内外轨的高度差(轨道半径）转弯时所需向心力几乎完全有重力G和支持了N的合力提供二拱形桥凹形桥自主探究2：凸形桥1、汽车质量m，通过凸桥最高点速度为v，桥半径为r，求汽车在桥顶时对路面的压力多大？【解】取竖直向下为正方向由牛顿第三定律得：由牛顿第二定律得：失重aGFN2、汽车质量m，通过凹桥最低点速度为v，桥半径为r，求汽车在最低点时对桥面的压力多大？凹形桥GFNa【解】取竖直向上为正方向由牛顿第三定律得：由牛顿第二定律得：超重当FN = 0 时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完全失重状态。FN＝0 时，汽车的速度为多大？拓展1：拓展2 地球可以看作一个巨大的拱型桥，其半径就是地球半径R，若汽车不断加速，则地面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，支持力会变成零？水流星 在“水流星”的表演中，杯子在竖直面内做圆周运动，到最高点时，杯口朝下，但杯中的水却不会流下来，为什么呢？(用图中所标的量列式说明）拓展实验（当堂自测题6分钟）水流星对杯中的水：v越小，FN越小此时水刚好不流出。 表演“水流星”节目的演员，需要保证杯子在圆周运动最高点的线速度自我小结：研究圆周运动的思路 从“供”“需”两方面来进行研究：
“供”——对物体受力分析，求沿半径方向的合外力
“需”——确定物体轨道圆心、半径、用公式求出所需向心力
“供”“需”平衡则做圆周运动5、7生活中的圆周运动导学案
【学习目标】
1.会分析汽车、火车转弯问题，理解其向心力的来源。
2.能独立探究汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。
3. 能运用匀速圆周运动规律和牛顿运动定律分析生活中的圆周运动问题。
任务一：复习回顾
1、如图所示，一质量为m的小球做半径为r的圆锥摆运动，已知细线和竖直方向的夹角为θ，则提供小球做匀速圆周运动的向心力？需要的向心力？两者的关系如何？
2、一质量为m的小球做半径为r的光滑漏斗内做匀速圆周运动，如图所示，已知夹角为θ，则提供小球做匀速圆周运动的向心力？需要的向心力？两者的关系如何？
任务二：火车转弯问题
1、内外轨高度相同时，转弯所需的向心力由_____________力提供。（将力画在下图中）
2、请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道(要求：画简易模型，火车用矩形表示，轨道用水平面或斜面表示）
设计方案思想简述
画出草图、受力图
简单计算说明
3、自主练习与交流
如图，斜面轨道倾角为θ，转弯半径R，火车质量为m, 要使轨道对轮缘无挤压, 此时火车的速度v0为多大？若火车的速度大于或小于这个值时，会怎么样呢？（将力画在下图中）
任务三：拱形桥
汽车质量m，通过凸桥最高点速度为v，桥半径为r，求汽车在桥顶时对路面的压力多大？
汽车质量m，通过凹桥最低点速度为v，桥半径为r，求汽车在最低点时对桥面的压力多大？
拓展1：当汽车过凸桥时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?
拓展2：地球可以看作一个巨大的拱型桥，其半径就是地球半径R，若汽车不断加速，则地面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，支持力会变成零？
当堂自测（6分钟）
在“水流星”的表演中，杯子在竖直面内做圆周运动，到最高点时，杯口朝下，但杯中的水却不会流下来，为什么呢？（列式说明）
