发布者：许谦 所属单位：鹿邑县第三高级中学 发布时间：2018-04-16 浏览数( -) 【举报】
第五章 第7节 生活中的圆周运动（第1课时)
水平面内的匀速圆周运动
教学目标：
1．通过对几个实例的分析，使学生掌握分析水平面内匀速圆周问题的方法，理解物理与生活的联系。
2．能定性分析火车转弯外轨比内轨高的原因
教学重点
在具体问题中能找到是谁提供向心力的和轨道平面的位置，并结合牛顿运动定律求解有关问题．
教学难点
1．具体问题中向心力的来源．
2．关于对临界问题的讨论和分析．
教学内容
复习引入：
1.向心力的大小？
运动学角度 ：Fn = m an= mv2/r = mw2r（F需）
受力的角度：等于物体受到的沿半径方向的合力（F提）
2.物体做圆周运动的条件？
F需 = F提
当F需>F提，做离心运动
当F需<F提，做近心运动.
3.物体做匀速圆周运动的条件是什么？
合外力提供向心力即：F合=F向
情景设置：展示图片（1.火车道和汽车赛道 2衣服脱水）提出问提
1.铁路弯道和汽车赛道的设计有什么相似之处？ 这里面隐含的物理道理你知道吗？
2.衣服脱水时物体为什么不从侧壁上滑下来？
引入新课：水平面内的匀速圆周运动
新课教学
（一）、火车转弯问题
图片展示：火车轮的结构图及在铁轨上放置情况
问题一：火车转弯，若内外轨道一样高时：是什么力提供向心力？
这种方法在实际中可取吗？为什么？（用事实说话，举例说明）
例1、火车速度为30m/s，弯道的半径R=900m，火车的质量m=8×105kg，
转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大？
（给学生一分钟给出答案）
得出：轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！
问题二：为了减轻铁轨的受损程度，你能提出一些可行的方案吗？
当外轨略高于内轨时：火车转弯是在哪个平面内做圆周运动，火车受几个力？轨道不受挤压时哪些力提供向心力？
设火车质量m、轨道平面倾角θ、轨道转弯处半径r，计算轨道不受挤压时火车的速度（规定速度）v0？（强调分析的思路）
1.明确转弯时的轨道平面及圆心位置
2.分析力，画出受力示意图；判断哪些力提供向心力
3.结合匀速圆周运动的特点，应用牛顿第二定律
列方程求解。
讨论： V>V0 和 V<V0 火车哪个轨道受挤压？为什么？
V>V0时：mg.tanθ<mv2/r轮缘受到外轨向内的挤压力
V<V0 时：mg.tanθ>mv2/r轮缘受到内轨向外的挤压力
（二）类比火车转弯问题分析汽车在高速路上转弯的情况
若转弯半径为R，倾角为θ，汽车质量为m，求汽车刚好不受摩擦时的转弯速度V0?
分析讨论： V>V0 和 V<V0 时，汽车受到的摩擦力的方向？
若汽车受到的最大静摩擦力为fm,保证车相对地面不滑动，转弯速度应满足的条件？
总结：处理匀速圆周运动的基本思路
1.明确圆周运动的半径和圆心
2.明确物体的受力情况及向心力的来源
3.求提供的向心力（两个力时可以直接合成，让合力指向圆心；三个力及以上者采用正交分解，分到沿半径方向和垂直于半径方向）
4.列方程求解
半径方向：列牛顿定律方程F半合=ma向
垂直半径方向：列平衡方程
（三）洗衣服脱水
问：1.转动时，物体受到哪些力？哪些力提供向心力？做匀速圆周运动满足的条件是什么？
2.若使物体不向下滑，转动的角速度应满足什么条件？
（四）展示过山车视频，结束本节内容
问：运动到导轨内测时，人为什么不会掉下来？
作业：教材课后练习1、2题 规范书写