1、上周教學(xué)反思上周按計(jì)劃進(jìn)行向心加速度、向心力兩節(jié)課上周按計(jì)劃進(jìn)行向心加速度、向心力兩節(jié)課內(nèi)容的教學(xué)，學(xué)生對(duì)向心力的理解存在問題，內(nèi)容的教學(xué)，學(xué)生對(duì)向心力的理解存在問題，不能靈活運(yùn)用公式，有死記硬背情況，部分不能靈活運(yùn)用公式，有死記硬背情況，部分學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固，對(duì)遇到生題無從學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)掌握不牢固，對(duì)遇到生題無從下手。針對(duì)這種情況，今后教學(xué)要加強(qiáng)學(xué)生下手。針對(duì)這種情況，今后教學(xué)要加強(qiáng)學(xué)生解題能力的培養(yǎng)，有必要精選代表性的作業(yè)解題能力的培養(yǎng)，有必要精選代表性的作業(yè)和練習(xí)。和練習(xí)。1.會(huì)分析具體圓周運(yùn)動(dòng)問題中向心力會(huì)分析具體圓周運(yùn)動(dòng)問題中向心力的來源，能解決生活中的圓周運(yùn)動(dòng)的來源，能解決生活

2、中的圓周運(yùn)動(dòng)問題問題2了解航天器中的失重現(xiàn)象及原因了解航天器中的失重現(xiàn)象及原因3了解離心運(yùn)動(dòng)及物體做離心運(yùn)動(dòng)的了解離心運(yùn)動(dòng)及物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件，知道離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用及危條件，知道離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用及危害害教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn): 水平面內(nèi)的勻速圓周水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)。學(xué)習(xí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)難點(diǎn): 豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重難點(diǎn)一一、鐵路的彎道鐵路的彎道1運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)實(shí)際是在做：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)實(shí)際是在做_運(yùn)動(dòng)，因而具有運(yùn)動(dòng)，因而具有向心加速度，由于其質(zhì)量巨大，所以需要很大的向心加速度，由于其質(zhì)量巨大，所以需要很大的_力力2向心力來源向心力來源在

3、修筑鐵路時(shí)，要根據(jù)彎道的在修筑鐵路時(shí)，要根據(jù)彎道的_和規(guī)定的和規(guī)定的_ ，適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力幾乎完適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力幾乎完全由全由_和和_的合力提供如圖的合力提供如圖571.圓周圓周向心向心半徑半徑行駛速度行駛速度重力重力G支持力支持力FN第一課時(shí)第一課時(shí)圖圖571想一想想一想在彎道處，火車行駛速度大于規(guī)定在彎道處，火車行駛速度大于規(guī)定的速度時(shí)，是外軌還是內(nèi)軌易受損？的速度時(shí)，是外軌還是內(nèi)軌易受損？答案答案外軌外軌二、拱形橋二、拱形橋1汽車過凸形橋汽車過凸形橋(如圖如圖572 甲甲)小于小于圖5722汽車過凹形橋汽車過凹形橋(如圖如圖572

4、乙乙)三、航天器中的失重現(xiàn)象三、航天器中的失重現(xiàn)象1航天器在近地軌道的運(yùn)動(dòng)航天器在近地軌道的運(yùn)動(dòng)FNmg大于大于mg2對(duì)失重現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)對(duì)失重現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)航天器內(nèi)的任何物體都處于航天器內(nèi)的任何物體都處于_狀態(tài)，但并不是物狀態(tài)，但并不是物體不受重力正因?yàn)槭艿街亓ψ饔貌攀购教炱鬟B同其中的體不受重力正因?yàn)槭艿街亓ψ饔貌攀购教炱鬟B同其中的乘員乘員_mgFN0完全失重完全失重完全失重完全失重環(huán)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)環(huán)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)想一想想一想航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體一定不受重力作用嗎？一定不受重力作用嗎？答案答案受重力作用處于完全失重狀態(tài)的物受重力作用處于完全失重狀態(tài)的物體仍受重力作用，

5、重力提供向心力體仍受重力作用，重力提供向心力四四、離心運(yùn)動(dòng)離心運(yùn)動(dòng)1定義定義：物體沿切線飛出或做：物體沿切線飛出或做_圓心的運(yùn)動(dòng)圓心的運(yùn)動(dòng)2原因原因：向心力突然：向心力突然_或合外力或合外力_所需向心所需向心力力3應(yīng)用應(yīng)用：洗衣機(jī)的：洗衣機(jī)的_，制作無縫鋼管、水泥電線桿，制作無縫鋼管、水泥電線桿等等想一想想一想物體做離心運(yùn)動(dòng)是不是因?yàn)槭茈x心力作用？物體做離心運(yùn)動(dòng)是不是因?yàn)槭茈x心力作用？答案答案不是物體做離心運(yùn)動(dòng)并不是物體受到離心不是物體做離心運(yùn)動(dòng)并不是物體受到離心力作用，而是外力不能提供足夠的向心力，所謂的力作用，而是外力不能提供足夠的向心力，所謂的“離心力離心力”也是由效果命名的，實(shí)際并不存

6、在也是由效果命名的，實(shí)際并不存在逐漸遠(yuǎn)離逐漸遠(yuǎn)離消失消失不足以提供不足以提供脫水筒脫水筒在平直軌道上勻速行駛的火車受幾個(gè)力作用？這幾個(gè)力的關(guān)系如何？ GNFf一一. .鐵路的彎道鐵路的彎道那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)情況會(huì)有何不同呢？轉(zhuǎn)彎與直進(jìn)有何那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)情況會(huì)有何不同呢？轉(zhuǎn)彎與直進(jìn)有何不同？畫出受力示意圖，并結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況分析各力不同？畫出受力示意圖，并結(jié)合運(yùn)動(dòng)情況分析各力的關(guān)系。的關(guān)系。F F向向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎時(shí)火車彎時(shí)火車的速度方向的速度方向在不斷變化在不斷變化火車轉(zhuǎn)彎時(shí)是如何獲得向心力的？火車轉(zhuǎn)彎時(shí)是如何獲得向心力的？由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的由鐵軌外軌的輪緣和鐵軌之間互相擠壓而產(chǎn)生的彈力提

7、供。彈力提供。后果會(huì)怎樣？后果會(huì)怎樣？鐵軌容易損壞，軌緣也容易鐵軌容易損壞，軌緣也容易損壞損壞實(shí)際的鐵路上為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速實(shí)際的鐵路上為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運(yùn)行速度有條件限制度有條件限制？ 應(yīng)該如何解決這一實(shí)際問題？應(yīng)該如何解決這一實(shí)際問題？ 第二課時(shí)第二課時(shí) 拱形橋拱形橋mvR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(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力。 -可見，汽車對(duì)橋的壓力可見，汽車對(duì)橋的壓力小于汽車的重力小于汽車的重力，并且，并且壓力隨汽車速度的增大而減少。壓力隨汽車速度的增大而減少。 當(dāng)汽車對(duì)橋的壓力剛好減為零時(shí)，汽車的速度有多大，

8、當(dāng)汽車的速度大于這個(gè)速度是，會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？ tan/tan2gRvRmvmg分析汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)，汽車對(duì)橋的壓力比汽車的重力大些還是小些。mvR-+看思考與討論看思考與討論假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M，它在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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?cè)诘孛嫔系闹亓Γ嚽笞搶?duì)宇航員的支持力。此時(shí)飛船的速度多大？通過求解，你可以得出什么結(jié)論？三三. .航天器中的失重現(xiàn)象航天器中的失重現(xiàn)象四.離心運(yùn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用，它會(huì)怎做圓周運(yùn)動(dòng)的物體一旦失去向心力的作用，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？如果物體受的合力不足以提

9、供向心力，樣運(yùn)動(dòng)呢？如果物體受的合力不足以提供向心力，它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？發(fā)表你的見解并說明原因。它會(huì)怎樣運(yùn)動(dòng)呢？發(fā)表你的見解并說明原因。若若F Fmrwmrw2 2，物體做什么運(yùn)動(dòng)？，物體做什么運(yùn)動(dòng)？幾種常見情景的向心力分析：幾種常見情景的向心力分析：-一一、火車轉(zhuǎn)彎問題火車轉(zhuǎn)彎問題 1轉(zhuǎn)彎時(shí)的圓周平面轉(zhuǎn)彎時(shí)的圓周平面：火車做圓周運(yùn)動(dòng)的圓周平面是水平：火車做圓周運(yùn)動(dòng)的圓周平面是水平面，火車的向心加速度和向心力均是沿水平方向指向圓面，火車的向心加速度和向心力均是沿水平方向指向圓心心圖573第三課時(shí)第三課時(shí)3速度與軌道壓力的關(guān)系速度與軌道壓力的關(guān)系(1)當(dāng)當(dāng)v v 0時(shí)，所需向心力僅由重力和彈力的合

10、力提供，此時(shí)內(nèi)外時(shí)，所需向心力僅由重力和彈力的合力提供，此時(shí)內(nèi)外軌道對(duì)火車均無擠壓作用軌道對(duì)火車均無擠壓作用(2)當(dāng)當(dāng)v v 0時(shí)，外軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力時(shí)，外軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力(3)當(dāng)當(dāng)v v 0時(shí)，內(nèi)軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力時(shí)，內(nèi)軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力4汽車、摩托車賽道拐彎處，高速公路轉(zhuǎn)彎處設(shè)計(jì)成外高內(nèi)低，也是汽車、摩托車賽道拐彎處，高速公路轉(zhuǎn)彎處設(shè)計(jì)成外高內(nèi)低，也是盡量使車受到的重力和支持力的合力提供向心力盡量使車受到的重力和支持力的合力提供向心力【例例1】火車在半徑火車在半徑r900 m的彎道轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為的彎道轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為8105 kg，軌道寬為，軌道寬為l1.4 m，外軌比內(nèi)軌高，外軌比

11、內(nèi)軌高h(yuǎn)14 cm，為了使鐵軌不受輪緣的擠壓，火車的速度應(yīng)為多大？為了使鐵軌不受輪緣的擠壓，火車的速度應(yīng)為多大？(很很小時(shí)，可以近似認(rèn)為小時(shí)，可以近似認(rèn)為tan sin ；g取取10 m/s2)答案答案30 m/s解析若火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)鐵軌不受擠壓，即由重力和支持力的合力提供向心力，火車轉(zhuǎn)彎平面是水平面火車受力如圖所示，由牛頓第二定律得：二、汽車過橋問題二、汽車過橋問題1分析汽車過橋這類問題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：分析汽車過橋這類問題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：(1)汽車在拱橋上的運(yùn)動(dòng)是豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)汽車在拱橋上的運(yùn)動(dòng)是豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)(2)向心力來源向心力來源(最高點(diǎn)和最低點(diǎn)最高點(diǎn)和最低點(diǎn))：汽車做圓周運(yùn)

12、動(dòng)，重力：汽車做圓周運(yùn)動(dòng)，重力和橋面的支持力的合力提供向心力和橋面的支持力的合力提供向心力【例例2】如圖如圖574所示，質(zhì)量所示，質(zhì)量m2.0104 kg的汽車以不變的的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為20 m如果橋面受到的壓力不得超過如果橋面受到的壓力不得超過3.0105 N，則：，則：(1)汽車允許的最大速度是多少？汽車允許的最大速度是多少？(2)若以所求速度行駛，汽車對(duì)橋面的最小壓力是多少？若以所求速度行駛，汽車對(duì)橋面的最小壓力是多少？(g取取10 m/s2)圖574答案答案(1)10 m/s(2)105

13、 N三、豎直面內(nèi)的繩、桿模型問題三、豎直面內(nèi)的繩、桿模型問題1輕繩模型輕繩模型(最高點(diǎn)最高點(diǎn))圖圖575(1)繩繩(軌道軌道)施力特點(diǎn)：施力特點(diǎn)：只能施加向下的拉力只能施加向下的拉力(或壓力或壓力)2輕桿模型輕桿模型(最高點(diǎn)最高點(diǎn))圖圖576(1)桿桿(雙軌道雙軌道)施力特點(diǎn)：施力特點(diǎn)：既能施加向下的拉既能施加向下的拉(壓壓)力，也能施加向上的支持力力，也能施加向上的支持力(2)動(dòng)力學(xué)方程：動(dòng)力學(xué)方程：(3)桿類的臨界速度為桿類的臨界速度為v臨臨0.【例例3】一細(xì)繩與水桶相連，水桶中裝有一細(xì)繩與水桶相連，水桶中裝有水，水桶與細(xì)繩一起在豎直平面內(nèi)做圓水，水桶與細(xì)繩一起在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖

14、周運(yùn)動(dòng)，如圖577所示，水的質(zhì)量所示，水的質(zhì)量m0.5 kg，水的重心到轉(zhuǎn)軸的距離，水的重心到轉(zhuǎn)軸的距離l50 cm.(g取取10 m/s2)圖577(1)若在最高點(diǎn)水不流出來，求桶的最小速率；(2)若在最高點(diǎn)水桶的速率v 3 m/s，求水對(duì)桶底的壓力答案(1)2.24 m/s(2)4 N解析解析分別以水桶和桶中的水為研究對(duì)象，對(duì)它們進(jìn)行受力分別以水桶和桶中的水為研究對(duì)象，對(duì)它們進(jìn)行受力分析，找出它們做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的來源，根據(jù)牛頓運(yùn)分析，找出它們做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的來源，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立方程求解動(dòng)定律建立方程求解(1)以水桶中的水為研究對(duì)象，在最高點(diǎn)恰好不流出來，說明以水桶中的水為

15、研究對(duì)象，在最高點(diǎn)恰好不流出來，說明水的重力恰好提供其做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，此時(shí)桶的速水的重力恰好提供其做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，此時(shí)桶的速率最小率最小豎直平面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng)繩桿圓管橋面示意圖m的受力情況重力、繩的拉力重力、桿的拉力或支持力重力、外管壁的支持力或內(nèi)管壁的支持力重力，橋面支持力最高點(diǎn)A的速度AOmBLAOmBLm AAOmBR第四課時(shí)、對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解第四課時(shí)、對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解1離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)離心運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，總離心運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，總有沿著圓周切線飛出去的趨向，之所以沒有飛出去，是因有沿著圓周切線飛出去的趨向，之所以沒有飛出去，是因?yàn)槭艿较蛐牧Φ淖饔脧哪撤N意義上說，向心力的作用是為受到向心力的作用從某種意義上說，向心力的作用是不斷地把物體從圓周運(yùn)動(dòng)的切線方向拉到圓周上來一旦不斷地把物體從圓周運(yùn)動(dòng)的切線方向拉到圓周上來一旦作為向心力的合外力突然消失或不足以提供向心力，物體作為向心力的合外力突然消失或不足以提供向心力，物體就會(huì)發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)就會(huì)發(fā)生離心運(yùn)動(dòng)2合外力與向心力的關(guān)系如圖合外力與向心力的關(guān)系如圖578所示所示圖圖578【