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5.8生活中的圓周運動,1,學(xué)習(xí)目標,知識與技能 1．知道如果一個力或幾個力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是圓周運動的物體所受的向心力．會在具體問題中分析向心力的來源． 2．能理解運用勻速圓周運動的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實例． 3．知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運動，會求變速圓周運動中物體在特殊點的向心力和向心加速度．,2,過程與方法 1．通過對勻速圓周運動的實例分析，滲透理論聯(lián)系實際的觀點，提高學(xué)生分析和解決問題的能力． 2．通過勻速圓周運動的規(guī)律也可以在變速圓周運動中使用，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． 3．通過對離心現(xiàn)象的實例分析，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識解決問題的能力．,3,情感、態(tài)度與價值觀 1．通過對幾個實例的分析，使學(xué)生明確具體問題必須具體分析，理解物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會用合理、科學(xué)的方法處理問題． 2．通過離心運動的應(yīng)用和防止的實例分析．使學(xué)生明白事物都是一分為二的，要學(xué)會用一分為二的觀點來看待問題． 3．養(yǎng)成良好的思維表述習(xí)慣和科學(xué)的價值觀．,4,教學(xué)重點 1．理解向心力是一種效果力． 2．在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結(jié)合牛頓運動定律求解有關(guān)問題． 教學(xué)難點 1．具體問題中向心力的來源． 2．關(guān)于對臨界問題的討論和分析． 3．對變速圓周運動的理解和處理．,5,1、什么叫向心加速度？ 物理意義是什么？公式如何表達？,2、什么叫向心力？公式如何表達？,6,思考：,在平直軌道上勻速行駛的火車，火車受幾個力作用？這幾個力的關(guān)系如何？那火車轉(zhuǎn)彎時情況會有何不同呢？ 火車轉(zhuǎn)彎時是在做圓周運動，那么是什么力提供向心力？,一、鐵路的彎道,7,車輪的構(gòu)造,火車車輪有突出的輪緣,8,鐵路的彎道,,——內(nèi)外軌道一樣高,G,N,外軌對輪緣的彈力提供向心力,,,.,F,9,合作與探究,請設(shè)計一個方案讓火車沿軌道安全通過彎道,【學(xué)生活動】設(shè)計火車彎道 學(xué)生分組討論，提出可行性方案,10,,,α,【方案剖析】,,,火車轉(zhuǎn)彎規(guī)定臨界速度:,解析：,重力G與支持力FN的合力F合是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力,11,【最佳方案】,外軌略高于內(nèi)軌,12,【研究與討論】,如果火車在轉(zhuǎn)彎處的速度不等于規(guī)定速度，會發(fā)生怎樣情況？,13,,1、火車轉(zhuǎn)彎時向心力是水平的．,從這個例子我們進一步知道 ：,2、向心力是按效果命名的力，如果認為做勻速圓周運動的物體除了受到另外物體的作用，還要再受到一個向心力，那就不對了。,,14,【物理與生活】 2008年4月18日，我國鐵路進行了第六次大提速，時速將達200公里以上，這必將為我國經(jīng)濟騰飛注入新的活力。假設(shè)你是一位從事鐵路設(shè)計的工程師，你認為火車提速有必要對鐵路拐彎處進行改造嗎？應(yīng)如何改造？,15,公路上的拱形橋是常見的，汽車過橋時，也可以看做圓周運動。那么是什么力提供汽車的向心力呢？,思考：,二、拱形橋,16,質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，試畫出受力分析圖，分析汽車通過橋的最高點時對橋的壓力．,17,凹形橋,下面自己分析汽車通過凹形橋最低點時，汽車對橋的壓力比汽車的重力大些還是小些?,18,用模擬實驗驗證分析,注意觀察指針的偏轉(zhuǎn)大小,19,失重,超重,小結(jié)：,20,該“思考與討論”中描述的情景其實已經(jīng)實現(xiàn)，不過不是在汽車上，而是在航天飛機中．,21,假設(shè)宇宙飛船總質(zhì)量為M，它在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動,速率為V，其軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員質(zhì)量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們在地面上的重力．試求座艙對宇航員的支持力．通過求解你可以得出什么結(jié)論?,三、航天器中的失重現(xiàn)象,22,當(dāng) “供”“需”平衡時，物體做圓周運動,小結(jié),想一想：當(dāng) “供”“需”不平衡時，物體將如何運動呢？,23,24,,1、定義：,當(dāng)向心力突然消失或者指向圓心的合力不足時，物體做逐漸遠離圓心的運動，叫做離心運動。,四、離心運動,25,用離心機把體溫計的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi),制作棉花糖的原理： 內(nèi)筒與洗衣機的脫水筒相似，里面加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運動，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀到達溫度較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細雪白，像一團團棉花。,26,一、鐵路的彎道 1．討論向心力的來源： 2．外軌高于內(nèi)軌時重力與支持力的合力是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力 3．討論：為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運行速度有條件限制? 二、拱形橋 1．思考：汽車過拱形橋時，對橋面的壓力與重力誰大? 2．圓周運動中的超重、失重情況． 三、航天器中的失重現(xiàn)象 四、離心運動 1．離心現(xiàn)象的分析與討論． 2．離心運動的應(yīng)用和防止．,通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們知道：,27,我校有人問：物理需要讀嗎？ 我反問到：物理不需要讀嗎？ 實踐證明滕州五中需要讀物理。,28,