一、教学目标
1. 能定性的分析火车外轨比内轨高的原因;能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。
2.通过分析生活中常见的圆周运动,提高理论联系实际的能力。
3.有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识,乐于探究日常用品或新产品中的物理学原理。
二、教学重难点
重点:理解向心力是一种效果力。
难点:正确认识向心力的来源及用牛顿第二定律分析向心力的方法。
三、教学过程
第一个环节:导入
教师播放视频:火车转弯与火车轨道。
提问学生:为什么火车内、外轨道的高度略有不同?顺势导入课堂。
第二个环节:新课讲授
1.火车转弯
教师提问:什么是向心力?向心力表达式怎样?
学生通过回顾之前的知识进行作答。
教师提问:(1)当火车在转弯时,是什么力提供向心力?
(2)如果转弯处内外轨道一样高,火车能否顺利转弯?为什么?
学生分组讨论得出结果:转弯时是由火车的重力与支持力的合力提供向心力。若是内外侧轨道一样高,火车转弯时,外侧车轮的轮缘挤压外轨,使外轨发生弹性形变,外轨对轮缘的弹力是火车转弯所需向心力的主要来源,但由于火车质量大,这样做可能使车轮受损,火车侧翻。
教师通过画模型图,引导并推出公式:
得出结论:在修筑铁路时,必须根据转弯处轨道的半径和规定的速度,适当地选择内外轨的高度差。
2.汽车过拱形桥
教师出示例题:质量为m的汽车,在拱形桥上以速度v前进,设桥面的圆弧半径为r,当汽车通过桥的最高点时,对桥的压力是多大?并进行受力分析和讲解。
小组讨论:当汽车通过桥的最低点时,对桥的压力是多大?完成后,教师进行总结。
第三个环节:巩固提高
高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道,路面往往有一定的倾斜度,为什么?
第四个环节:小结作业
小结:师生共同总结。
作业:课后预习航天器失重现象、离心运动。
四、板书设计
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