人教部物理必修二 5.7 生活中的圆周运动 教学设计
文档属性
| 名称 | 人教部物理必修二 5.7 生活中的圆周运动 教学设计 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 113.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-08-25 19:21:03 | ||
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文档简介
生活中的圆周运动
《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。这就要求学生首先要知道什么是向心力，明确向心力与向心加速度的关系，然后应用牛顿第二定律布列方程。本课内容是圆周运动有关知识的综合应用，是牛顿第二定律的重要应用之一，学习它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，同时也为后续知识的学习打下基础。
在学习本节内容之前，学生已学习了描述圆周运动的运动学量（如线速度、角速度、向心加速度等）和向心力；并已知道对于一般的曲线运动，尽管这时曲线各个地方的弯曲程度不一样，但在研究时只要取足够短的一小段，就可以采用圆周运动的分析方法进行处理；但学生对向心力的理解还不够透彻，存在一些错误的前概念，例如部分学生错误地理解为因为圆周运动而产生了向心力。
处于高一阶段的学生，其思维习惯中形象思维占的比例还比较大，逻辑思维的能力有待进一步的开发和提高；对于物理
笼里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F足以提供所需的向心力，使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，附着力F不足以提供所需的向心力时，水滴就做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。
离心运动有很多应用。例如，洗衣机脱水时利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉；纺织厂也用这样的方法使棉纱、毛线、纺织品干燥。
在炼钢厂中，把熔化的钢水浇入圆柱形模子，模子沿圆柱的中心轴线高速旋转，钢水由于离心运动趋于周壁，冷却后就形成无缝钢管。水泥管道和水泥电线杆也可采用这种离心制管技术。
B．离心沉淀器
体温计盛水银的玻璃泡上方有一段非常细的缩口，测定体温后，升到缩口上方的水银柱因受缩口的阻力不能自动缩回玻璃泡内，在医院里将许多用过的体温计装入水袋内放在离心机上，转动离心机，可把水银柱甩回到玻璃泡内。当离心机转得比较慢时，缩口的阻力F足以提供所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动；当离心机转得很快时，阻力F不足以提供所需的向心力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。在日常生活中我们通常是用手将体温计中的水银柱甩入玻璃泡内。
试管里的悬浊液沉淀较慢，为了加速沉淀，也可把试管装入离心机，利用离心运动的原理使其中的不溶微粒加速沉淀。小朋友都爱吃
“棉花糖”，它的制做方法也应用了离心运动的原理。
②离心运动的防止
A．车辆转弯时要限速
离心运动有时也会带来危害。在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F很大，大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道，车辆不允许超过规定的速度。
B．转动的砂轮和飞轮要限速
高速转动的砂轮和飞轮等，都不得超过允许的最大转速，如果转速过高，砂轮和飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需的向心力时，离心运动会使它们破裂，甚至酿成事故。
【思考与讨论】
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？
［小结］
这节课我们学习了分析圆周运动问题的基本思路和方法，着重分析几个圆周运动的实际问题，进一步明确了向心力的。实际中的圆周运动问题还很多，希望同学们在应用中逐步加深对圆周运动问题的认识。
［布置作业］
教材第22页“问题与练习”
板书设计
7．生活中的圆周运动
一、分析圆周运动问题的基本思路
1．明确研究对象
2．定圆心找半径
3．搞清向心力的
4．列方程
5．解方程
二、实例分析
1．车辆转弯
（1）自行车转弯
（2）汽车转弯
①在水平路面上转弯
②在倾斜路面上转弯
消去FN后得：
规定速率v0＝。
（3）火车转弯
当火车在弯道处按规定速率v0＝行驶时，mg与FN的合力恰好提供转弯时所需的向心力，这时轮缘与轨道之间就不产生挤压了。
2．拱形桥
（1）汽车过拱形桥的最高点
（2）汽车过凹形桥的最低点
（3）竖直平面内的圆周运动
3．航天器中的失重现象
4．离心运动
（1）离心运动
①物体做离心运动的条件
合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力。
②
离心运动
做匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。
（2）离心运动的应用和防止
①离心运动的应用
A．离心干燥器
B．离心沉淀器
②离心运动的防止
A．车辆转弯时要限速
B．转动的砂轮和飞轮要限速
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《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。这就要求学生首先要知道什么是向心力，明确向心力与向心加速度的关系，然后应用牛顿第二定律布列方程。本课内容是圆周运动有关知识的综合应用，是牛顿第二定律的重要应用之一，学习它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，同时也为后续知识的学习打下基础。
在学习本节内容之前，学生已学习了描述圆周运动的运动学量（如线速度、角速度、向心加速度等）和向心力；并已知道对于一般的曲线运动，尽管这时曲线各个地方的弯曲程度不一样，但在研究时只要取足够短的一小段，就可以采用圆周运动的分析方法进行处理；但学生对向心力的理解还不够透彻，存在一些错误的前概念，例如部分学生错误地理解为因为圆周运动而产生了向心力。
处于高一阶段的学生，其思维习惯中形象思维占的比例还比较大，逻辑思维的能力有待进一步的开发和提高；对于物理
笼里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F足以提供所需的向心力，使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，附着力F不足以提供所需的向心力时，水滴就做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。
离心运动有很多应用。例如，洗衣机脱水时利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉；纺织厂也用这样的方法使棉纱、毛线、纺织品干燥。
在炼钢厂中，把熔化的钢水浇入圆柱形模子，模子沿圆柱的中心轴线高速旋转，钢水由于离心运动趋于周壁，冷却后就形成无缝钢管。水泥管道和水泥电线杆也可采用这种离心制管技术。
B．离心沉淀器
体温计盛水银的玻璃泡上方有一段非常细的缩口，测定体温后，升到缩口上方的水银柱因受缩口的阻力不能自动缩回玻璃泡内，在医院里将许多用过的体温计装入水袋内放在离心机上，转动离心机，可把水银柱甩回到玻璃泡内。当离心机转得比较慢时，缩口的阻力F足以提供所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动；当离心机转得很快时，阻力F不足以提供所需的向心力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。在日常生活中我们通常是用手将体温计中的水银柱甩入玻璃泡内。
试管里的悬浊液沉淀较慢，为了加速沉淀，也可把试管装入离心机，利用离心运动的原理使其中的不溶微粒加速沉淀。小朋友都爱吃
“棉花糖”，它的制做方法也应用了离心运动的原理。
②离心运动的防止
A．车辆转弯时要限速
离心运动有时也会带来危害。在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F很大，大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道，车辆不允许超过规定的速度。
B．转动的砂轮和飞轮要限速
高速转动的砂轮和飞轮等，都不得超过允许的最大转速，如果转速过高，砂轮和飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需的向心力时，离心运动会使它们破裂，甚至酿成事故。
【思考与讨论】
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？
［小结］
这节课我们学习了分析圆周运动问题的基本思路和方法，着重分析几个圆周运动的实际问题，进一步明确了向心力的。实际中的圆周运动问题还很多，希望同学们在应用中逐步加深对圆周运动问题的认识。
［布置作业］
教材第22页“问题与练习”
板书设计
7．生活中的圆周运动
一、分析圆周运动问题的基本思路
1．明确研究对象
2．定圆心找半径
3．搞清向心力的
4．列方程
5．解方程
二、实例分析
1．车辆转弯
（1）自行车转弯
（2）汽车转弯
①在水平路面上转弯
②在倾斜路面上转弯
消去FN后得：
规定速率v0＝。
（3）火车转弯
当火车在弯道处按规定速率v0＝行驶时，mg与FN的合力恰好提供转弯时所需的向心力，这时轮缘与轨道之间就不产生挤压了。
2．拱形桥
（1）汽车过拱形桥的最高点
（2）汽车过凹形桥的最低点
（3）竖直平面内的圆周运动
3．航天器中的失重现象
4．离心运动
（1）离心运动
①物体做离心运动的条件
合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力。
②
离心运动
做匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。
（2）离心运动的应用和防止
①离心运动的应用
A．离心干燥器
B．离心沉淀器
②离心运动的防止
A．车辆转弯时要限速
B．转动的砂轮和飞轮要限速
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