人教版 (2019)必修 第二册4 生活中的圆周运动教学设计

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教师姓名
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学科
物理
年级/册
高一物理必修二
教材版本
课题名称
第五章相互作用第七节生活中的圆周运动
难点名称
竖直面内圆周运动之汽车过拱桥的向心力来源分析
难点分析
从知识角度分析为什么难
该部分作为竖直面内圆周运动的一个典型实例，进一步加深对向心力的认识，会在具体的实际问题中分析向心力的来源是一个难点
从学生角度分析为什么难
学生常常误认为向心力是一种特殊的力，是做匀速圆周运动的物体另外受到的力，课本中明确指出这种看法是错误的，以及如何正确认识向心力的来源，并且对向心力的来源分析地比较仔细，因此教学中应充分重视这一点。
难点教学方法
通过探究式教学，情景分析 ，层层设问激疑，使得学生的学会分析问题的方法
教学环节
教学过程
导入
本课以受不了的过山车视频引入，从第一视角让学生感受过山车中的跌宕起伏，提出疑问，激发出学生的学习兴趣。
知识讲解
（难点突破）
（二）竖直平面内的圆周运动（最高点和最低点）汽车过桥为例
实例分析，展示图片
问题1：如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖直方向上受力如何？ 如果汽车在拱形桥顶点静止时，桥面受到的压力如何？
问题2：如果汽车在拱形桥上，以某一速度v通过拱形桥的最高点的时候，桥面受到的压力如何？
引导学生分析受力情况，并逐步求得桥面所受压力。分析过程：确定研究对象；分析汽车的受力情况；找圆心；确定F合即F向心力的方向；根据牛顿第二定律列方程，得出结论。
问题3：根据上式，结合前面的问题你能得出什么结论？（学案中体现）
A．汽车对桥面的压力小于汽车的重力mg；
B.汽车行驶的速度越大，汽车对桥面的压力越小。
问题4：试分析如果汽车的速度不断增大，会有什么现象发生呢？（学案中体现）
当速度不断增大的时候，压力会不断减小，当达到时，汽车对桥面完全没有压力，汽车“飘离”桥面。
问题5：根据上式，我们将此时的速度 称为临界速度，当v等于v临界时汽车对桥的压力为零。ｖ大于ｖ临界时，汽车做什么运动？当ｖ小于ｖ临界，又会怎样？
小实验：通过小球在曲面上的运动模拟汽车过拱桥。分三种情况给同学展示。
问题6：如果是凹形桥，汽车行驶在最低点时，桥面受到的压力如何？
问题.根据上式，结合前面的问题你能得出什么结论？汽车在桥的最低点处于什么状态呢？
A．汽车对桥面的压力大于汽车的重力mg，此时汽车处于超重状态；
B.汽车行驶的速度越大，汽车对桥面的压力越大。
课堂练习
（难点巩固）
如图所示，质量m＝2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为60m，如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N，则：
（1）汽车允许的最大速率是多少？
（2）若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？
多媒体展示飞车表演的过程，请同学们试想一下在竖直轨道做圆周运动的过车中，速度达到多少才能达到最高点呢？留给你们课下思考。
小结
通过本节课的学习，同学们对汽车过拱桥这样的竖直面内的圆周运动正确判断向心力的来源有了更清晰的认识，相信你们可以引用牛顿第二定律更加从容的解决这类圆周运动的问题。