高中物理必修二教案-5.7生活中的圆周运动 -人教版

《铁路的弯道和离心运动》教学设计
5.7生活中的圆周运动——
第1课时 《铁路的弯道和离心运动》教学设计
教学目标：
1.认识火车车轮结构，正确分析火车在水平轨道上转弯时向心力的来源，结合实际情况说出这种得到向心力的办法存在的弊端以及解决的办法；
2.定性分析实际铁路弯道外轨比内轨高的原因，推导出火车弯道处规定速度的表达式及影响因素并讨论火车实际行驶速度与规定速度不符时内外轨道的受压情况；
3.根据生活实例结合供需关系和牛顿第二定律分析圆周运动，总结解决圆周运动的基本思想。
4.准确说出离心运动及其产生的条件，举例说明离心运动的应用和防止。
5.通过离心运动实例，体会物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用。
教学重点和难点：
1.圆周运动生活实例中圆周平面的确定及向心力来源的分析（重难点）；
2.解决圆周运动的基本思想（重点）。
3.离心运动的产生条件及应用和防止。（重点）
教学方法：
讲授法、分析归纳法、推理法
教学过程：
教学
内容
教师活动
学生活动
设计意图
引
入
新
课
同学们，说起圆周运动，你一定能举出很多实例。
学生代表举例。
回顾生活中的圆周运动实例，温习相关公式。
2.播放圆周运动视频；
回顾相信加速度，向心力公式。
学生观看。
3.进行学法指导：供需平衡时，物体做圆周运动；供需不平衡时，供满足不了需，物体会做什么运动呢？
学生提出猜想。
提出处理圆周运动的方法。
4.提出问题；播放火车脱轨视频。
学生带着问题观看视频。
引入新课——《铁路的弯道和离心运动》
重申
教学
目标
展示学习目标，学习重难点。
认真阅读
明确学什么，做到心中有数。
实
例
分
析
火
车
转
弯
1.展示火车车轮图片
观察火车车轮
认识火车车轮结构特点及车轮与铁轨间的相对位置。
2.实验演示：启动玩具小火车在水平弯道上运行；提出问题：火车在水平弯道上行驶时，向心力的来源？
学生分析，讨论，得出结论：外轨道给轮缘的指向圆心方向的弹力提供向心力。
通过分析水平弯道处向心力的来源，初步渗透处理圆周运动的基本思想。
3.课件展示算一算：若火车转弯时路基是平的，弯道处的半径为400m，火车的质量为600t，可以看做质点（姑且这样看待），车速是72km/h，试计算火车车轮对铁轨的压力有多大？
学生利用所学知识计算，给出答案。
通过定量计算火车在水平弯道上所需向心力的大小。思考这个巨大的弹力存在的安全隐患并寻找解决办法。
展示真实的火车弯道并提出问题：
火车在此弯道上行驶时向心力的来源？向心力所在平面？
观察。说出弯道特点：外轨道高，内轨道低。
分析讨论得出结论火车转弯实例中圆周运动所在的圆平面：水平面。
通过火车转弯实例分析，明确向心力的来源，确定圆周平面。进一步熟悉处理圆周运动的基本思想。
展示课件：限制速度的由来？
由供需引导学生分析。
学生计算，得出结论。
火车弯道处限制速度的计算方法。
6.展示课件：讨论实际速度与限制速度不等时，铁轨与轮缘之间的弹力情况。
学生分析讨论，得出结论。
让学生明确火车实际运行时向心力的来源。
汽
车
转
弯
实
例
分
析
1.展示水平弯道上汽车转弯图片。提问：汽车在水平弯道上转弯时什么力充当向心力？
学生回答：静摩擦力。
明确汽车在水平弯道上转弯时向心力的来源。
2.提问：高速拐弯处，赛车弯道处车辆的速度都很大，最大静摩擦力也无法满足该怎么办？
学生思考，提出方案。
引出公路实际弯道特点。
3.展示赛车弯道图片，引导学生类比火车转弯向心力来源的分析进行汽车转弯向心力来源及限制速度的计算。
分析讨论
利用类比的方法解决汽车转弯的问题分析，进一步熟悉处理圆周运动的思路。
4.播放大车转弯事故视频。
观看视频。
普及大车转弯由于内轮差大车司机看不到危险区域内的行人而酿成惨剧。对学生进行安全教育。
飞机转弯实例分析
1.播放飞机转弯视频
了解飞机转弯。
引导学生由实例分析，发现共性的地方，将车辆的转弯问题归类。
2.引导学生分析飞机转弯所在圆平面及向心力的来源。
小结
课件展示火车、汽车、飞机及圆锥摆等模型中的受力及圆周运动平面。引导学生观察思考分析总结，得出共同特征。
观察，总结。
不同模型，受力雷同，均是水平面内的圆周运动，属于同一类问题。
离
心
运
动
1.播放赛场上事故锦集视频，从供需角度引导学生分析事故原因。
观看视频，掌握离心运动的概念、产生条件及应用和防止。
用视频在较短时间内呈现大量信息，帮助学生直观且辩证地认识离心运动。
2.播放离心运动及应用视频。
3.课件呈现：离心运动的定义和产生条件。
结合实例理解掌握离心运动。
由现象到本质。
演示实验：将小火车弯道拆除一部分，引导学生观察小火车从弯道处出去的方向。
学生手拉手快速旋转，体会离心运动的趋势。
观察、体会相结合，理解离心运动的实质是惯性的表现。
设置情境，突破重点。
帮助学生理解离心运动是惯性的表现。
课堂
练习
课件展示习题
做习题
学以致用
课堂
小结
师生共同总结本节课所学知识与技能，总结处理圆周运动的基本思想。
突出本节课所学重难点内容。
布置作业：
1. 问题与练习1、2、3、4
2.了解中国铁路的提速情况，查找资料并结合所学知识，了解弯道处为避免速度过高而造成脱轨事故做了哪些改进。