6.4生活中的圆周运动 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 第六章 圆周运动 《生活中的圆周运动》 垣曲中学 崔 伟 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 行驶中的火车为什么会发生脱轨事故呢？ 任务一：火车转弯 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 (一)车轮构造 任务一：火车转弯 轮缘 踏面 铁轨 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 火车车轮有突出的轮缘 (1)火车转弯时可看做匀速圆周运动，如果火车轨道与公路一样水平。火车受哪些力？谁来提供向心力？ 任务一：火车转弯 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 Fn θ G N r (2)如果火车外轨道比内轨道高，火车可以不受轨道侧向的弹力F吗？ (3)若不受侧向轨道的弹力，谁充当向心力？是沿哪个方向？ 任务一：火车转弯 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r，轨道的倾角为θ，求火车速度多大时对轨道无侧向压力。 火车转弯规定临界速度: 任务一：火车转弯 (二)临界速度 G Fn N θ r 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 如果火车在转弯处如果v行驶>v临界，情况如何？如果小于呢？ (1)速度过大时： (2)速度过小时： 外侧轨道与轮之间有弹力 内侧轨道与轮之间有弹力 通过以上学习，你是否可以解释转弯处内外轨高度不同和火车脱轨的原因吗？ 任务一：火车转弯 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 训练1 如图若弯道半径为r，内外铁轨平面与水平面倾角为θ，当火车以规定的行驶速度v转弯时，轮缘与轨道间恰好无侧向挤压，重力加速度为g，下列说法正确的是（　　） A．轨道对火车的支持力小于火车的重力 B．tanθ C．其他条件不变，火车内的乘客增多时，v应增大 D．其他条件不变，火车内的乘客增多时，v应减小 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 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，说说这样设计是什么原因？ 任务一：火车转弯 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 (2)外高内低路面转弯 ①向心力：重力和支持力的合力。 ②临界速度： N Fn mg θ为赛道斜面与水平面的夹角 任务一：火车转弯 原因分析 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 训练2 场地自行车比赛某段赛道可视为圆形轨道。赛道与水平面的夹角为θ，某运动员骑自行车通过该段赛道可视为做水平面内的匀速圆周运动。在相同的轨道高度上，当车速为v0时，自行车不受沿斜面方向的侧向摩擦力；当车速为v1（v1>v0）时，自行车受到斜面的侧向摩擦力。已知重力加速度为g，自行车和运动员的总质量为m，且可视为质点。忽略空气阻力。下列说法正确的是（　　） A．车速为v0时，自行车和运动员受到的支持力大小为mgcosθ B．车速为v0时，自行车和运动员的向心力大小为mgsinθ C．车速为v1时，自行车受到沿斜面向上的侧向摩擦力 D．保持车速v1不变，加大匀速圆周运动的轨道半径可以重新让自行车不受侧向摩擦力 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 公路上的拱形桥是常见的，为什么拱形桥比凹形桥更普遍呢？ 凹形桥 拱形桥 任务二：汽车过拱形桥 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 解：mg和FN的合力提供汽车做圆周运动的向心力， 由牛顿第二定律得： 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，当汽车通过桥的最低点时，试画出汽车受力分析图，哪些力提供了向心力？求汽车对桥的压力？ mg FN a 随着速度的增大，汽车通过桥的最低点时对桥的压力如何变化？ 由牛顿第三定律得： 由牛顿第三定律得： 由牛顿第三定律得： 方向：竖直向下 任务二：汽车过拱形桥 (一)凹形桥 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，当汽车通过桥的最高点时，试画出汽车受力分析图，哪些力提供了向心力？求汽车对桥的压力？ mg FN a 解：mg和FN的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得： 方向：竖直向上 任务二：汽车过拱形桥 (二)拱形桥 由牛顿第三定律得： 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 思考与讨论（最高点） （3）当FN =0时，v等于多少？ （1）当v=0 时，FN等于多少？ （2）当v增大时，FN 如何变化？ （4）当 时，汽车将做何种运动？ （5）此时人和座位之间是否有压力存在？ mg FN 任务二：汽车过拱形桥 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 训练3 今年五一后，某校高一学生在研学实践时骑自行车在甘孜州内一条山路上匀速率行驶，地形如图所示，行驶过程中爆胎可能性最大的地段应是（　　） A．a处 B．b处 C．c处 D．d处 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 　　地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是0？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？驾驶员躯体各部分之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？ 任务二：汽车过拱形桥 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 (1)人的向心力： (2)支持力大小： 当 时，座椅对人的支持力为0，人处于完全失重状态。 任务二：汽车过拱形桥 问题分析 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 训练4 在“天宫二号”的航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析正确的是（　　） A．失重就是航天员不受力的作用 B．失重的原因是航天器离地球太近，从而摆脱了地球引力的束缚 C．失重是航天器独有的现象，在地球上不可能存在失重现象 D．正是由于引力的存在，才使航天员有可能做环绕地球的圆周运动 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 任务三：航天器中的失重现象 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，这种说法对吗？ 这种说法是错误的。正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动。 如果地球对航天器的引力突然消失，那么航天器将做什么运动？ 任务三：航天器中的失重现象 思考与讨论 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 思考：静止在转台上的碟子，在转台转起后碟子的运动有什么特点？ 任务四：离心运动 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 物体作圆周运动的条件 Fn = 若“提供”≠“需要”？ “提供”=“需要” 任务四：离心运动 (一)离心运动 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 F提供= F需要 F提供 = 0 F提供 ＜F需要 F提供＞F需要 近心 切线 离心 任务四：离心运动 F提供= F需要 近心 圆周 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 任务四：离心运动 (二)离心运动的应用 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 任务四：离心运动 (三)离心运动的危害 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 任务四：离心运动 (三)离心运动的危害 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 内外轨无侧向弹力 外轨施加侧向弹力 内轨施加侧向弹力 汽车脱离拱形桥 F提供= F需要 圆周 F提供= 0 切线 F提供<F需要 离心 F提供> F需要 近心 课堂小结 基于整体教学设计理念下的问题导学新课堂研讨培训活动 Lavf58.12.100 Codec by Bilibili XCode Worker v4.7.18(fixed_gap:False) Lavf58.20.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.5.7 Lavf58.20.100 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $