高中必修第二册《第3节 离心现象》优质课教案下载

高中必修第二册《第3节 离心现象》优质课教案教学设计下载

科学探究：通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力。

科学态度与责任：通过观察、实验及探究、交流与讨论等学习活动，培养学生尊重客观事实、实事求是的科学态度。

教学重点：离心现象产生的原因以及离心运动的应用。

2、教学难点：向心力的实例分析，对车辆转弯、竖直面内的圆周运动问题的求解。

PPT、视频片断

【新课导入】

【新课内容】

一.车辆转弯时所需的向心力

1.汽车在水平路面转弯

汽车在水平路面上转弯时，有向外侧滑的趋势，地面会对汽车产生指向内侧的静摩擦力。这时在指向圆心的方向上存在静摩擦力 f 的作用，该力提供了汽车转弯所需的向心力。

如果弯道半径一定，汽车速度超过，一定限度时，汽车就会向外侧滑。

2.火车转弯

（1）展示火车转弯图片，分析火车转弯可看做什么样的运动

（2）展示火车车轮图片，车轮设计成这样有何好处？

（3）火车转弯时需要向心力，向心力由什么力来提供呢？

（4）这两个力都是竖直方向的，而火车在水平面内转弯，需要水平方向的向心力，结合车轮的特点分析。

①在水平路面上转弯

火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有向心加速度。是什么力使它产生向心加速度？原来，火车的车轮上有突出的轮缘，如果转弯处内外轨一样高，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力就是火车转弯的向心力。

根据向心力公式有

但火车质量太大，靠这种办法得到向心力，轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损。

②在倾斜上路面转弯

如果在转弯处使外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧，它与重力mg的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力。这就减轻了轮缘与外轨的挤压。在修筑铁路时，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由重力mg和支持力FN的合力来提供。

火车在倾斜路面上转弯时，重力和支持力的合力可提供一部分向心力。设火车外轮缘和外轨间的弹力为F，则有

消去FN后得：

当火车在弯道处按规定速率v0＝行驶时，mg与FN的合力恰好提供转弯时所需的向心力，这时轮缘与轨道之间就不产生挤压了。