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豎直面內(nèi)的圓周運動教學設計 【教學目標】 （一） 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，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、理解勻速圓周運動的規(guī)律。 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。 （二） 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，提高學生的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系，提高學生的分析能力. （三） 情感、態(tài)度與價值觀 對幾個實例的分析，使學生明確具體問題必須具體分析，學會用合理、科學的方法處理問題。 ★教學重點 在具體問題中能找到向心力，并結合牛頓運動定律求解有關問題。 ★教學難點 1、具體問題中向心力的來源。 2、關于對臨界問題的討論和分析。 【學情分析】學生通過上節(jié)課的學習已經(jīng)初步的掌握了解決圓周運動問題的一般方法，在此基礎上，本節(jié)課在深入的探討生活中的圓周運動，特別是臨界問題的解決。 【教材分析】討論教科書中的這幾個實例時，要抓住這樣的基本思想，即先分析物體所受的力，然后列出方程、解方程。 【教學手段和設施】探究式教學 一個透明的塑料瓶和一個過山車演示儀 【教學過程】 l 溫故知新 1、做勻速圓周運動的物體的受力特點 2、向心力公式的復習 3、汽車過橋問題的回顧 l 課堂引入 向?qū)W生展示過山車的圖片和演示水流星的表演，并提出問題：為什么在最高點時過山車不下落？水不流下呢 l 課堂自主導學 一、繩拴小球在豎直面內(nèi)做圓周運動 【演示】用一細繩拴住一重物在豎直面內(nèi)做圓周運動 【問題探討】 （1）分析小球在最低點的受力情況和運動情況的關系 （2）分析小球在最高點的情況 1、對小球受力分析 2、列式 3、根據(jù)公式分析當速度減小時，什么隨之發(fā)生變化，如何變？ 【點撥】 1、當拉力為零時，小球通過最高點的速度是最小的，并求得最小速度Vm 2、若速度小于Vm，小球?qū)⒃谥亓Φ淖饔孟孪侣洹? 二、生活中常見的圓周運動 （1）過山車 （2）水流星 【學以致用】 讓學生根據(jù)上述知識，解決之前提到的兩個問題 三、 輕桿栓小球在豎直面內(nèi)作圓周運動 【設問】輕桿與繩的區(qū)別都有那些呢 【問題研討】當小球運動到最高點時 （1） 情況一：小球只受到重力的作用，即此時輕桿對小球沒有作用力，求小球此時的速度大小（已知桿的長度為r） （2） 情況二：若小球在最高點的速度大于上述速度，試分析此時輕桿的作用力是什么力，方向向哪？ （3） 情況三：若小球在最高點的速度小于上述速度，試分析此時輕桿的作用力是什么力，方向向哪？ 【歸納總結】 當V 時，輕桿對小球沒有作用力 當V 時，輕桿對小球施加的是向 的拉力 當V 時，輕桿對小球施加的是向 的支持力 在最高點的最小速度Vm= 【問題研討】當小球運動到最低點時輕桿對小球的作用力情況怎樣和最高點時有什么不同呢 【習題鞏固】 例1、長為0.4m的輕繩一端系一質(zhì)量為1kg的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，它在最高點的最小速度是多少？(g=10m/s2) 例2、如果上題改成長為0.4m的輕桿一端系一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動，它在最高點的最小速度是多少？當球在最高點速度為4m/s 時，求桿對球的作用力，當小球在最高點速度1m/s時，求桿對球的作用力。 體系拓展導思 小球在光滑管內(nèi)做圓周運動，在最高點的情況怎樣？（小球直徑略小于管的內(nèi)徑） 課堂過關測試 1、小球固定在輕直桿的一端，球隨桿一起繞0在豎直平面內(nèi)做圓周運動，己知桿長為l，當小球運動到最高點時，以下說法中正確的是( ) A．小球速度至少等于 B．小球?qū)U的作用一定是壓力； C．小球?qū)U的作用一定是拉力 D．小球?qū)U的作用可能是壓力，也可能是拉力． 2、某人站在水平地面上，用手握住長為R細繩的一端，繩的另一端系一小球，此小球以握住細繩的手為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運動，則(不計空氣阻力)( ) A．小球在最高點的向心加速度大于等于g。 B．小球通過最高點的線速度可能為零。 C．小球通過最高點的線速度最小為 D．小球通過最高點的角速度大于等于 3、繩系著裝水的桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，水的質(zhì)量m=0.5kg，繩長=40cm.求（1）桶在最高點水不流出的最小速率？（2）水在最高點速率=3m/s時水對桶底的壓力？(g取10m/s2) 作業(yè)設計 1、質(zhì)量為1kg的小球沿半徑為20cm的圓環(huán)在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖所示，求（1）小球在圓環(huán)的最高點A不掉下來的最小速度是多少？此時小球的向心加速度是多少？（2）若小球仍用以上的速度經(jīng)過圓環(huán)的最高點A，當它運動到圓環(huán)的最低點B時，對圓環(huán)的壓力是多少？此時小球的向心加速度是多少？ 【考察目的】本節(jié)課基本規(guī)律的鞏固練習，難度中等 2、飛行員的質(zhì)量為m,他駕駛飛機在豎直平面內(nèi)做圓周運動。當飛機飛到最高點時速度為v1，飛行員對機座的壓力恰好為零。若飛機飛到最低點時速度為v2，求飛行員對機座的壓力是多少？ 【考察目的】應用規(guī)律解決生活中的實際問題，難度中等偏上 知識小結歸納 一、繩拴小球在豎直面內(nèi)做圓周運動 二、生活中常見的圓周運動 三、桿栓球在豎直面內(nèi)作圓周運動