2012高考总复习物理教学案第19讲

2012高考总复习物理教学案第19讲内容摘要：

1、、教学目标1物理知识方面：(1)理解匀速圆周运动是变速运动；(2)掌握匀速圆周运动的线速度、角速度、周期的物理意义及它们间的数量关系；(3)初步掌握向心力概念及计算公式。 2通过匀速圆周运动、向心力概念的建立过程，培养学生观察能力、抽象概括和归纳推理能力。 3渗透科学方法的教育。 二、重点、难点分析向心力概念的建立及计算公式的得出是教学重点，也是难点。 通过生活实例及实验加强感知，突破难点。 三、教具1转台、小伞；2细绳一端系一个小球(学生两人一组)；3向心力演示器。 四、主要教学过程(一)引入新课演示：将一粉笔头分别沿竖直向下、水平方向、斜向上抛出，观察运动轨迹。 复习提问：粉笔头做直线运动、曲线运动的条 2、件是什么。 ：速度方向与力的方向在同一条直线上，物体做直线运动；不在同一直线上，做曲线运动。 进一步提问：在曲线运动中，有一种特殊的运动形式，物体运动的轨迹是一个圆周或一段圆弧(用单摆演示)，称为圆周运动。 请同学们列举实例。 (学生举例教师补充)电扇、风车等转动时，上面各个点运动的轨迹是圆大到宇宙天体如月球绕地球的运动，小到微观世界电子绕原子核的运动，都可看做圆周运动，它是一种常见的运动形式。 提出问题：你在跑 400 米过弯道时身体为何要向弯道内侧微微倾斜。 铁路和高速公路的转弯处以及赛车场的环形车道，为什么路面总是外侧高内侧低。 可见，圆周运动知识在实际中是很有用的。 引入：物理中，研究问题的基本方法是 3、从最简单的情况开始。 板书：匀速圆周运动(二)教学过程设计思考：什么样的圆周运动最简单。 引导学生回答：物体运动快慢不变。 板书：1匀速圆周运动物体在相等的时间里通过的圆弧长相等，如机械钟表针尖的运动。 思考：匀速周圆运动的一个显著特点是具有周期性。 用什么物理量可以描述匀速圆周运动的快慢。 (学生自由发言)板书：2描述匀速圆周运动快慢的物理量。 当 t 很短，s 很短，即为某一时刻的瞬时速度。 线速度其实就是物体做圆周运动的瞬时速度。 当物体做匀速圆周运动时，各个时刻线速度大小相同，而方向时刻在改变。 那么，线速度方向有何特点呢。 演示：水淋在小伞上，同时摇动转台。 观察：水滴沿切线方向飞出。 思考：说明什么。 师生分 4、析：飞出的水滴在离开伞的瞬间，由于惯性要保持原来的速度方向，因而表明了切线方向即为此时刻线速度的方向。 板书：方向：沿着圆周各点的切线方向。 如图 3。 单位：s。 (3)周期：质点沿圆周运动一周所用的时间。 如：地球公转周期约 365 天，钟表秒针周期 60s 等，周期长，表示运动慢。 (角速度、周期可由学生自己说出并看书完成)：(师生共同完成)思考：物体做匀速圆周运动时，v、T 是否改变。 (、T 不变，v 大小不变、方向变。 )讲述：匀速周周运动是匀速率圆周运动的简称，它是一种变速运动。 提出问题：匀速圆周运动是一种曲线运动，由物体做曲线运动的条件可知，物体必定受到一个与它的速度方向不在同一条直线上的合外 5、力作用，这个合外力的方向有何特点呢。 学生小实验(两人一组)：线的一端系一小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动。 小球质量很小(可用橡皮塞等替代)，甩动时线速度尽量大，小球重力与拉力相比可忽略，以保证拉线近似在水平方向。 观察并思考：小球受力。 线的拉力方向有何特点。 一旦线断或松手，结果如何。 (提问学生后板书并图示)概括：要使物体做匀速圆周运动，必须使物体受到与速度方向垂直而指向圆心的力作用，故名向心力。 板书：3向心力：物体做匀速圆周运动所需要的力。 ：向心力的大小跟什么因素有关。 (学生自己设想，用刚才的仪器做小实验，凭感觉粗略体验。 学生经实验、讨论有了自己的看法后，自由发言。 )演示实验(验证学生的设想 6、)：研究向心力跟物体质量 m、轨道半径 r、角速度 的定量关系。 提问：实验时能否让三个量同时变。 保持两个量不变，使一个量变化。 实验装置：向心力演示器。 演示：摇动手柄，小球随之做匀速圆周运动。 提问：向心力由什么力提供。 如何测量。 小球向外压挡板，挡板对小球的反作用力指向转轴，提供了小球做匀速圆周运动的向心力，两力大小相等，同时小球压挡板的力使挡板另一端压缩套在轴上的弹簧，弹簧被压缩的格数可以从标尺中读出，即显示了向心力大小。 演示内容：向心力与质量的关系：、r 一定，取两球使 学生读数)心力 Fm向心力与半径的关系：m、 一定，取两球使 学生读数)心力 Fr向心力与角速度的关系：m、r 一定，使 A 7、=2 学生读数)心力 F 2归纳：综合上述实验结果可知：物体做匀速圆周运动需要的向心力与物体的质量成正比，与半径成正比，与角速度的二次方成正比。 但不能由一个实验、一个测量就得到一般结论，实际上要进行多次测量，大量实验，但我们不可能一一去做。 同学们刚才所做的实验得出：m、r、 越大，F 越大；若将实验稍，如课本中所介绍的小实验，加一弹簧秤测出 F，可粗略得出结论(要求同学回去做)。 我们还可以设计很多实验都能得出这一结论，说明这是一个带有共性的结论。 测出 m、r、 的值，可知向心力大小为：F=。 反馈练习：对于做匀速圆周运动的物体，下面说法正确的是：A 速度不变；B 速率不变；C 角速度不变；D 周 8、期不变。 如图 7 为一皮带传动装置，在传动过程中皮带不打滑。 试比较轮上A、B、C 三点的线速度、角速度大小。 物体做匀速圆周运动所需要的向心力跟半径的关系，有人说成正比，有人说成反比。 你对这两种说法是如何理解的。 (前后呼应)解释跑 400m 弯道时身体为何要倾斜等一类问题。 (火车拐弯要求课后看书)五、课堂小结1科学方法点明建立概念的过程：是通过大量实例，概括抽象出本质的内容，即由个别到一般的思维过程。 点明实验归纳的过程：必须经过多次实验，必须有足够的事实，由多个特殊的共同结论才能归纳出一般情况下的结论。 2知识内容：(见板书)3对向心力的理解：向心力并不是一种特殊性质的力，它的名称只是根据始终指向 9、圆心这一作用效果来命名的。 下节课再进一步讨论。 六、说明向心力、向心加速度的讲授顺序。 向心力概念的建立有两条途径：一是先通过实验建立向心力概念，归纳出向心力公式，再推出向心加速度；二是先通过理论推导导出向心加速度，再推出向心力。 先讲加速度，理论推导严谨，又能训练学生的推理能力，但方法较抽象，对基础差的学生难度较大。 考虑到我所任班级学生的实际情况，我选用了先讲向心力，降低了难度，便于学生理解、接受，现行必修教材采用的也是这一顺序。 不足之处是：由于实验存在误差，只能粗略得出结论，而且课堂不可能做很多实验，实验归纳的事实不足。 解决的关键是尽量减小实验误差，补充实例，弥补实验事实不足的缺陷。 2对向心力的 10、教学，本节完成了感知、概括、定义，即完成了个别到一般的过程和简单的再认。 而进一步的再认即一般到个别，留待下节完成，所以本节对向心力的要求教学目标定为初步掌握。 向心加速度 向心力应用 一、教学目标1物理知识方面：(1)理解向心加速度表示速度方向变化快慢；(2)掌握向心加速度与半径的关系；(3)学会分析向心力的来源，并能初步应用公式计算。 2通过推导向心加速度、实例分析培养学生的推理能力，以及分析问题的能力。 二、重点、难点分析1重点：向心力的来源。 2难点：变速圆周运动中物体的受力、竖直面内的圆周运动最高点速度极值。 演示实验与理论推导相结合。 、教具1转台、小物块；2单摆；3一根细绳系着盛水的透明小桶 11、；4一只透明的碗、小球(玻璃球或其它)。 四、主要教学过程()引入新课复习提问 1：上节课我们学习了匀速圆周运动以及向心力。 当物体做匀速圆周运动时需要向心力，这个力的方向如何。 大小如何计算。 提问 2：物体做匀速圆周运动时，速度是否发生变化。 引导学生回答：速度大小不变，方向变。 思考：速度方向变化，是否存在加速度。 (学生可能答存在，也可能迟疑。 )引导学生分析：速度是矢量，速度方向变化仍是速度有变化，有变化就有加速度，这个加速度表示速度方向变化的快慢。 引入：那么，匀速圆周运动的加速度是怎样产生的。 它的大小和方向如何呢。 下面我们就来讨论这一问题。 (二)教学过程设计启发思考：物体运动时的加速度是如何产生的 12、。 根据是什么。 引导学生：由合外力产生，根据牛顿运动定律，力是改变物体运动状态的原因，即力是产生加速度的原因。 再思考：那么，能否根据上节课的结论来推导加速度呢。 (可由学生自己先推导)讲评(师生共同完成)：牛顿运动定律既适用于直线运动，也适用于曲线运动。 由牛顿第二定律：F 合 =：F 合 =F 向 =速度的方向如何。 引导学生：与合外力方向一致，即指向圆心。 讲述：故名向心加速度。 板书：向心加速度1向心加速度：表示速度方向变化的快慢。 分析：如图 1 所示，F 向 v 物体在运动方向上不受力，因而在这个方向(即切线方向)上没有加速度，速度大小不会改变。 由牛顿第二定律，F 合 a，合力提供向心力，向心力的 13、作用只是改变速度的方向，不改变速度大小，由此产生的加速度方向指向圆心，表示速度方向变化的快慢。 适用范围说明：向心力和向心加速度的公式是从匀速圆周运动得出的，但也适用于一般的圆周运动。 一般的圆周运动，速度的大小有变化，向心力和向心加速度的大小也随着变化，利用公式求物体在圆周某一位置时的向心力和向心加速度的大小，必须用该点的速度瞬时值。 反馈练习(巩固新知识)：从匀速圆周运动的向心加速度公式 a= 2r 得出，a 与半径 r 成正比，但从 a=v2/r 又得出，a 与半径 r 成反比。 那么，a 与半径 r 到底成正比还是反比。 两者是否相互矛盾。 一列火车的质量为 500t，拐弯时沿着圆弧形轨道前进，圆弧半径为375m，通过弯道时的车速为 54km/h，火车所需要的向心力是多大。 产生的向心加速度是多大。 讲解：在讨论向心加速度与。