1、生活中的圆周运动教学设计（竖直面）庄河市高级中学齐放一、课程标准的要求能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力.二、教学目标（一）知识与技能：1. 进一步加深对向心力的认识，会在实际问题中分析向心力的来源.2. 通过生活中的实例用牛顿第二定律能定量分析物体做圆周运动最高点和最低点（二）过程与方法：1通过演示实验和学生实验，感受力在圆周运动中的重要作用.2以生活中常见的实例，对圆周运动有初步了解，掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法.（三）情感态度与价值观：1由“伽利略钟”的小故事，引导学生仔细观察生活，积极思考，体会圆周运动的奥妙，培养学生学习物理知识的求知欲.2从物理学角度分析生活中的实例，让
2、学生认识到物理离不开生活，生活离不开物理。三、教学的重点与难点教学重点：用牛顿第二定律解决圆周运动的方法.设计意图：曲线运动比直线运动要复杂的多，通过生活中的实例，引导学生从受力的角度解决问题.强调解题的一般步骤.教学难点：竖直面内的圆周运动中最高点的临界值问题.突破办法：组织学生多讨论，改进实验仪器.发散思维.对绳球模型、杆球模型以及双层轨道（管球）模型分析，小球在最高点和最低点的受力情况，分析向心力的来源，小球所受到弹力大小对小球运动状态的影响.总结规律，完成表格，加深对竖直平面内圆周运动的认识.四、教学手段多媒体：PPT课件，投影仪，并辅以自制的微课.实验：课堂演示实验，学生实验.导学案
3、：预习案、探究案.（预习案上课前一天发.探究案上课前发）五、教学过程1.导入新课【图片展示】物理源于生活.从学生的预习案的问题入手，举例说明生活中有哪些圆周运动.投影展示做得好的同学和小组，并配合课件展示相关运动的图片.【过渡】由“伽利略钟”的故事，引出竖直面内圆周运动最低点向心力的来源.2.教学过程一、凹形桥和拱形桥【思考】摆球在竖直面内下摆到最低点，向心力真的是重力和拉力的合力吗？会不会是额外施加的一个力呢？【微课】为了提高课堂教学效率，此处以自制微课教学.内容如下：实验仪器：铁架台，金属球，细绳，弹簧测力计，刻度尺，光电门，数字显示器实验原理及步骤：需要测出的物理量有小球的重力G、小球摆
4、到最低点时受到的拉力FT，下摆运动的半径R，小球通过最低点的瞬时速度v.由于光电门宽度的限制，所以把一大一小两个球穿在一起，整体作为摆球.测力计下端用一根绳下端连接小球，静止时记录测力计示数G.记录摆球到悬点到光电门的距离R。从水平位置释放小球，观察测力计示数的变化，通过视频慢放，截取小球最低点时，记录测力计示数FT.为了让摆动更加稳定，用两个绳子拴住小球，再从水平位置释放，使小球在最低点通过光电门，通过数字显示器，读出小球速度v.根据实验数据，计算出，比较Fn、G、FT三者的关系. 实验数据：R=30cm，t=3.1ms，d=0.8cm，m=36g，G=0.35N，FT=0.90N根据求出0
5、.799N 由此我们可以看出结论：向心力不是一种特殊的力，也不是物体做圆周运动中另外受到的力，在最低点向心力来源于拉力和重力的合力.【针对训练1】（教材P30）质量为25kg的小朋友坐在秋千上，小孩离系绳子的横梁2.5m，如果秋千摆到最低点时，小孩的速度是5m/s，她对秋千的压力是多大？【学生活动】学生自主思考，写出解题步骤，再用投影仪展示，同组学生给予补充。【教师】引导学生归纳解决圆周运动的一般步骤：确定研究对象画运动轨迹找出圆心对物体受力分析列牛顿第二定律与向心力相关的方程计算结果.表1.凹形桥与拱形桥凹形桥拱形桥受力分析牛顿第二定律方程弹力和速度的关系优点和缺点【针对训练2】（教材P30
6、）质量为800kg的汽车在半径为50m的拱桥上.（1）汽车达到桥顶时的速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？（2）当下车速度增加时，桥顶端给车的支持力怎么变化？（3）汽车以多大速度过桥顶时恰好对桥没压力而腾空？（4）对于同样的车速，拱桥圆弧半径大安全还是半径小安全？此题（2）是教材中没有的，（2）有利于学生深刻理解，得出通式。二、单轨道内侧最高点和绳球模型【演示实验】装置如图所示，从不同高度释放小球，观察小球都做什么运动？设计意图：在伽利略理想斜面实验的教学中，我发现塑料软轨比较容易改变方向，内轨道没有结点等特点，在模拟圆周运动中也非常合适。【提问】小球如果顺利通过最高点，速度应该满足什么条件呢？表2 绳球模型图形受力分析牛顿第二定律速度取值范围【学生实验】制作“水流星”三、杆球模型和双层轨道模型（管球模型）【思考】若小球用轻杆连接，在竖直面内做圆周运动，从受力角度分析，在最高点和最低点相当于我们前面讲过的哪个模型呢？（完成表格）表3杆球模型最高点和双层轨道最高点（管球模型）受力分析牛顿第二定律速度取值范围 课堂小结 作业 质量为的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径为20m，如果桥面承受的压力不得超过，则：（1）汽车允许的最大速率是多少？（2）若以所求速率行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？
