5.7 生活中的圆周运动
河南省 南阳市第五中学 刘倩
一、核心素养
通过《生活中的圆周运动》的学习过程，从物理学角度分析生活中的实例，让学生认识到物理离不开生活，生活离不开物理分析。将摆式列车等科技前沿的资料带给学生，激发学生用科学知识建设祖国的学习热情。 二、教学目标
1、巩固向心力和向心加速度的知识。 2、会在具体问题中分析向心力的来源。
3、会用牛顿第二定律解决生活中较简单的圆周运动问题。 三、学情分析
在这节课之前，学生已经学习了圆周运动的相关知识，了解了向心加速度和向心力。但在处理具体问题时障碍还很大：不能主动利用牛顿第二定律，认为向心力是额外附加的力。这都需要在这节课加以突破。 对于高一这个阶段的学生，思维习惯中形象思维占的比例还很大，逻辑思维的能力有待提高。所以还需要多借助实物模型，视频等帮助其加深理解。对于物理学的研究方法有了一定的了解，可以进一步加强其观察实验，构建模型，用实验验证猜想等各种能力。 四、教学重点、难点 重点：
1、理解向心力是一种效果力。
2、在具体问题中能找到是谁提供向心力的，并结合牛顿运动定律求解有关问题。 难点：
1、具体问题中向心力的来源。 2、关于对临界问题的讨论和分析。 五、教学方法
讲授法、分析归纳法、情景假设法、推理法、讨论法、交流学习成果法。 六、教具
投影仪、课件、视频、自制水流星、过山车模型、火车转弯模型等。 七、教学过程
课前：登陆平台，发送预习任务。根据平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，
针对性教学。
（提示：请登陆平台，发送本节预习任务）
【视频导入】胶济铁路事故动画模拟
火车为什么会发生脱轨事故？速度与事故之间有哪些联系？ 一、火车转弯（水平面内的圆周运动） 【提问】火车转弯时，向心力的来源？
【课堂探究】观察车轮的构造：火车的车轮上有突出的轮缘 【结论】水平面上拐弯，外轨对车轮的挤压力提供向心力。 【提问启发】能不能有更安全的向心力来源？ 【出示问题，求解最佳倾角】
巡视学生解题情况，选出优秀作品，展示给大家。 【正误辨析，突破难点】
引导学生将火车外轨抬高，让重力和支持力的合力提供向心力，并进行模拟实验验证。
【提问】轨道对轮缘无挤压，此时火车的速度为多大？ 教师与学生一起推到临界速度，并叮嘱学生注意解题思路。 【问题】（思考与讨论，小组合作解决问题）
若火车速度大于或小于临界值，轨道对轮缘有挤压吗？ 1. v
（提示：请打开素材“动画演示：火车拐弯向心力分析”）
【提问】既然铁轨已经做了倾斜，为什么还会发生前面的事故？ 播放视频：火车速度太快，在弯道容易发生事故（脱轨） 【与社会需求结合进行拓展】
铁轨的倾角限制了火车的提速，能不能有别的办法得到向心力，从而避免不断的线路改造？
【出示摆式列车的资料】
肯定学生的猜想，指出国外已经有这样的火车。希望大家通过所学也能填补我国
在这方面的空白，研制出更便捷的交通工具。 二、汽车过桥（竖直平面内的圆周运动）
【出示图片】生活中还有一种类型的圆周运动，是竖直平面内发生的。以桥为例进行研究。
【提出问题】为什么拱形桥比凹形桥更为多见？从受力角度分析一下。 1. 凸形桥：（思考与讨论，学生在黑板书写解题步骤） 2. 凹形桥：（思考与讨论，学生在黑板书写解题步骤）
【总结反思】通过做题分析的过程，学生总结解决圆周运动问题的一般思路。 【深度思考】如果我们以凸形桥为例的话，假如车的速度不断增大的话，车将会发生什么现象呢?
【引导启发】 由mg?FN=mv2r，可知：v越大，FN越小。 v逐渐增大到，mg=mv2r，此时FN=0，v =
。
若v继续增大，合外力不能提供汽车做圆周运动的向心力，则汽车会飞出去。
（提示：请打开素材“视频演示：汽车过拱桥”）
【视频展示】牛人飞车表演
【拓展引申，开阔思维】汽车在平直路面行驶时，是不是也有弯度呢？出示地球图片。是不是也有临界速度呢？
引导学生与天文知识结合，引出卫星发射速度。
【兴趣激发】航天器中的失重现象：天宫一号中航天员不一样的精彩生活。 【课堂互动】揭开水流星和过山车之谜（学生分组讨论）。
1. 播放视频，以第一视角感受过山车的惊险刺激，设置疑问为什么人和过山车不掉下来？
2.演示水流星实验，水流星是我国传统的杂技节目，演员把盛有水的容器用绳子拉住，在空中如流星般快速舞动，同时表演高难度的动作，而容器中的水居然一滴也不掉下来，设置疑问为什么水不掉下来？ 通过视频和实验，引人入胜，激起学生兴趣和好奇心。
【情景模拟】让小球模拟过山车通过圆弧弯道，引导学生利用本节课所学的知识回答老师提出的问题。
人教版高中物理必修2-5.7《生活中的圆周运动》名师教案
