2019-2020年高中物理 4-4 離心運(yùn)動(dòng)教案.doc
《2019-2020年高中物理 4-4 離心運(yùn)動(dòng)教案.doc》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2019-2020年高中物理 4-4 離心運(yùn)動(dòng)教案.doc(6頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
2019-2020年高中物理 4-4 離心運(yùn)動(dòng)教案 教材分析 教材首先分析了離心現(xiàn)象發(fā)生的條件和離心運(yùn)動(dòng)的定義,接著從生產(chǎn)、生活的實(shí)際問題中說明離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和危害,充分體現(xiàn)了學(xué)以致用的思想. 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力時(shí),將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng),此種運(yùn)動(dòng)叫“離心運(yùn)動(dòng)”。在半徑不變時(shí)物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力是與角速度的平方(或線速度的平方)成正比的.若物體的角速度增加了,而向心力沒有相應(yīng)地增大,物體到圓心的距離就不能維持不變,而要逐漸增大使物體沿螺線遠(yuǎn)離圓心.若物體所受的向心力突然消失,則將沿著切線方向遠(yuǎn)離圓心而去.人們利用離心運(yùn)動(dòng)原理制成的機(jī)械,稱為離心機(jī)械.例如離心分液器、離心加速器、離心式水泵、離心球磨機(jī)等都是利用離心運(yùn)動(dòng)的原理.當(dāng)然離心運(yùn)動(dòng)也是有害的,應(yīng)設(shè)法防止。例如砂輪的轉(zhuǎn)速若超過規(guī)定的最大轉(zhuǎn)速,砂輪的各部分將因離心運(yùn)動(dòng)而破碎.又如火車轉(zhuǎn)彎時(shí),若速度太大會(huì)因傾斜的路面和鐵軌提供給它的向心力不足以維持它做圓周運(yùn)動(dòng),就會(huì)因離心運(yùn)動(dòng)而造成出軌事故. 學(xué)習(xí)離心運(yùn)動(dòng)的概念時(shí).通過充分討論.讓學(xué)生明確幾點(diǎn): 第一,做圓周運(yùn)動(dòng)的物體.一旦失去向心力或向心力不足,都不能再滿足把物體約束在原來的圓周上運(yùn)動(dòng)的條件.這時(shí)會(huì)出現(xiàn)物體遠(yuǎn)離圓心而去的現(xiàn)象. 第二,可補(bǔ)充加上提供的向心力F大于物體所需的向心力mrω2時(shí),F(xiàn)> mrω2,表現(xiàn)為向心的趨勢(shì)(離圓心越來越近).這對(duì)學(xué)生全面理解“外力必須等于mrω2時(shí);物體才可做勻速圓周運(yùn)動(dòng)”有好處. 第三,離心運(yùn)動(dòng)是物體具有慣性的表現(xiàn).而不是物體受到“離心力”作用的結(jié)果.有些學(xué)生可能提出,“離心力”的問題.教師可以說明那是在另一參考系(非慣性系)中引入的概念,在中學(xué)階段不予研究. 關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止.可引導(dǎo)同學(xué)討論完成. 教學(xué)重點(diǎn) :物體做離心運(yùn)動(dòng)所滿足的條件. 教學(xué)難點(diǎn):對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解及其實(shí)例分析. 教具準(zhǔn)備:離心轉(zhuǎn)臺(tái)、離心干燥器等各類演示設(shè)備. 課時(shí)安排:l課時(shí) 三維目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1.知道什么是離心運(yùn)動(dòng); 2.知道物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件; 3.了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止. 二、過程與方法 、 1.通過對(duì)離心現(xiàn)象的實(shí)例分析,提高學(xué)生綜合應(yīng)用知識(shí)解決問題的能力; 2.培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用理論知識(shí)解決實(shí)際問題的能力. 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.通過離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止的實(shí)例分析,使學(xué)生明白事物都是一分為二的,要學(xué)會(huì)用一分為二的觀點(diǎn)來看待問題; 2.培養(yǎng)學(xué)生用理論解釋實(shí)際問題的能力與習(xí)慣. 教學(xué)過程 導(dǎo)入新課 我們小時(shí)候大都喜歡吃棉花糖,而且當(dāng)時(shí)一定非常奇怪.為什么一顆一顆的白砂糖,經(jīng)過機(jī)器一轉(zhuǎn),就變成又松又軟的“棉花”不斷向外“飛出”? 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體。它所受的合外力恰好提供了它所需要的向心力,如果提供它的外力消失或不足,物體將怎樣運(yùn)動(dòng)呢?本節(jié)課專門研究這一問題. 推進(jìn)新課 一、 離心運(yùn)動(dòng) 學(xué)生閱讀教材,認(rèn)識(shí)離心運(yùn)動(dòng). 1.離心現(xiàn)象 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身的慣性,總有沿著圓周切線方向飛去的傾向,它之所以沒有飛去是因?yàn)橄蛐牧Τ掷m(xù)地把物體拉到圓周上來,使物體同圓心的距離保持不變. 一旦向心力突然消失,物體就沿切線方向飛去,離圓心越來越遠(yuǎn).如用細(xì)繩拉著在光滑水平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的小球,如果細(xì)繩突然斷了,小球就沿切線方向飛去;用旋轉(zhuǎn)的砂輪磨制刀具時(shí),原來做勻速圓周的砂輪微粒,磨落后將沿切線飛去. 多媒體課件展示 旋轉(zhuǎn)的砂輪磨制刀具 除了向心力突然消失外,在合外力F不足以提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí),物體將偏離原來運(yùn)動(dòng)的圓軌道.當(dāng)F< mrω2時(shí),物體將沿切線和圓周之間的某條曲線運(yùn)動(dòng),離圓心越來越遠(yuǎn),如圖所示,如在旋轉(zhuǎn)的平臺(tái)上滴幾滴墨水,平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)較慢時(shí),墨水能隨轉(zhuǎn)臺(tái)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)平臺(tái)達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速時(shí),墨水滴將做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng). 2.離心運(yùn)動(dòng) 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在所受合外力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下,就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng). (1)離心運(yùn)動(dòng)的條件: 當(dāng)產(chǎn)生向心力的合外力突然消失,物體便沿所在位置的切線方向飛出. 當(dāng)產(chǎn)生向心力的合外力不完全消失,而只是小于所需要的向心力時(shí),物體將沿切線和圓周之間的一條曲線運(yùn)動(dòng),遠(yuǎn)離圓心而去. (2)離心現(xiàn)象的本質(zhì)——物體慣性的表現(xiàn) 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身有慣性,總是想沿著切線方向運(yùn)動(dòng)。只是由于向心力作用,使它不能沿切線方向飛出,而被限制著沿圓周運(yùn)動(dòng).如果提供向心力的合外力突然消失,物體由于本身的慣性,將沿著切線方向運(yùn)動(dòng),這也是牛頓第一定律的必然結(jié)果.如果提供向心力的合外力減小,使它不足以將物體限制在圓周上,物體將做半徑變大的圓周運(yùn)動(dòng).此時(shí),物體逐漸遠(yuǎn)離圓心,但“遠(yuǎn)離”不能理解為“背離”.做離心運(yùn)動(dòng)的物體并非沿半徑方向飛出,而是運(yùn)動(dòng)半徑越來越大. 二、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止 1.離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用 ①離心干燥器 演示:把一塊濕布放在離心干燥器的金屬網(wǎng)籠里,網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí),水滴跟物體的附著力F足以提供所需的向心力,使水滴做圓周運(yùn)動(dòng).當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時(shí),附著力F不足以提供所需的向心力,水滴就做離心運(yùn)動(dòng),穿過網(wǎng)孔,飛到網(wǎng)籠外面. ②離心沉淀器 試管里的懸濁液沉淀較慢,為了加速沉淀,也可把試管裝入離心機(jī),利用離心運(yùn)動(dòng)的原理使其中的不溶微粒加速沉淀.小朋友都愛吃的“棉花糖”,它的制作方法也應(yīng)用了離心運(yùn)動(dòng)的原理. ③洗衣機(jī)的脫水筒 ④用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi) 體溫計(jì)盛水銀的玻璃泡上方有一段非常細(xì)的縮口,測(cè)定體溫后,升到縮口上方的水銀柱因受縮口的阻力不能自動(dòng)縮回玻璃泡內(nèi),在醫(yī)院里將許多用過的體溫計(jì)裝入水袋內(nèi)放在離心機(jī)上,轉(zhuǎn)動(dòng)離心機(jī),可把水銀柱甩回到玻璃泡內(nèi).當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得比較慢時(shí),縮口的阻力 F足以提供所需的向心力,縮口上方的水銀柱做圓周運(yùn)動(dòng);當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得很快時(shí),阻力F不足以挺供所需的向心力,水銀柱做離心運(yùn)動(dòng)而回到玻璃泡內(nèi).在日常生活中我們通常是用手將體溫計(jì)中的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)的. 2.離心運(yùn)動(dòng)的防止 ①車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)要限速 在水平路面上行駛的汽車,轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力來源于靜摩擦力。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大,所需的向心力F大于最大靜摩擦力Fmax,汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故.因此,在轉(zhuǎn)彎處,車輛行駛不允許超過規(guī)定的速率. ②轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪和飛輪要限速 高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪和飛輪等,都不得超過允許的最大轉(zhuǎn)速,如果轉(zhuǎn)速過高,砂輪和飛輪內(nèi)部分子間的相互作用力不足以提供所需的向心力時(shí),離心運(yùn)動(dòng)會(huì)使它們破裂,甚至釀成事故。 離心現(xiàn)象有時(shí)會(huì)造成危害,需要防止.例如汽車、火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)若速度超過允許范圍,就會(huì)因離心現(xiàn)象而造成嚴(yán)重交通事故.高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪,若轉(zhuǎn)速過大,使構(gòu)成砂輪的砂粒間的作用力不足以提供其所需的向心力,就會(huì)引起砂輪某些組成部分的離心現(xiàn)象而造成事故。 【知識(shí)拓展】 在日常生活中,有不少人用“離心力’’來解釋離心現(xiàn)象.其實(shí),“離心力”這個(gè)概念不夠嚴(yán)密.物體發(fā)生離心現(xiàn)象并不是因?yàn)橛惺裁础半x心力”作用在物體上,而是因?yàn)橄蛐牧p小或消失.此外,向心力本身也是一個(gè)以效果來命名的力,它可以是一個(gè)作用力,也可以是幾個(gè)作用力的合力,也可以是合力在半徑方向的分力.在一般情況下,也不能認(rèn)為向心力和離心力是一對(duì)作用力和反作用力 1.飛機(jī)俯沖拉起時(shí),飛行員處于超重狀態(tài),即飛行員對(duì)座位的壓力大于他所受的重力,這種現(xiàn)象也叫過荷.過荷會(huì)造成飛行員大腦缺血,四肢沉重.過荷過大時(shí),飛行員還會(huì)暫時(shí)失明,甚至?xí)炟剩w行員可以通過加強(qiáng)訓(xùn)練來提高自己的抗荷能力.如圖所示是訓(xùn)練飛行員用的一種離心試驗(yàn)器.當(dāng)試驗(yàn)器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),被訓(xùn)練人員根據(jù)測(cè)試要求,在試驗(yàn)艙內(nèi)可取坐、臥等不同姿勢(shì),以測(cè)試離心作用對(duì)飛行員產(chǎn)生的影響.離心試驗(yàn)器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),被測(cè)驗(yàn)者做勻速圓周運(yùn)動(dòng).現(xiàn)觀察到圖中的直線AB(即垂直于座位的直線)與水平桿成300角.被測(cè)驗(yàn)者對(duì)座位的壓力是他所受重力的多少倍? 2.有一種大型游戲器械,它是一個(gè)圓筒形的大容器,游客進(jìn)入容器后靠筒壁坐著(見圖).當(dāng)圓筒開始轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速逐漸增大時(shí),游客會(huì)感到自己被緊緊地壓在筒壁上不能動(dòng)彈.當(dāng)轉(zhuǎn)速增大到一定程度時(shí),突然地板與座椅一起向下坍落,游客們大吃一驚,但他們都驚奇地發(fā)現(xiàn)自己是安全的.請(qǐng)回答這時(shí)人們做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力是由什么力提供的? 人們自身所受重力又是被什么力所平衡的? 三、鞏固練習(xí) 1.物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí),運(yùn)動(dòng)軌跡…………………………………………………( ) A.一定是直線 B.一定是曲線 C.可能是直線,也可能是曲線 D.可能是圓 2.物體m用線通過光滑的水平板上的小孔與砝碼M相連,并且正在做勻速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示.如果減小M的質(zhì)量,則物體的軌道半徑r,角速度ω線速度v的大小變化情況是………………………( ) A.r不變,v變小,ω變小 B.r增大,ω減小,v不變 C.r減小,v不變,ω增大 D.r減小,ω不變,v變小 3.如果汽車的質(zhì)量為m,水平彎道是一個(gè)半徑為50 m的圓弧,汽車與地面間的最大靜摩擦力為車重的O.2倍,欲使汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)不打滑,汽車在彎道處行駛的最大速度是多少?(g取10 m/s2) 4.圖中所示是用來研究圓周運(yùn)動(dòng)的儀器,球A、B可以在光滑桿上無(wú)摩擦地滑動(dòng),兩球之間用一細(xì)輕線連接,mA=2mB.當(dāng)儀器以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),并達(dá)到穩(wěn)定時(shí),兩球與轉(zhuǎn)軸距離rA、rB保持不變,則………( ) A.兩球向心力大小相等 B. rA=1/2rB C.兩球的向心加速度大小相等 D.當(dāng)ω增大時(shí),B球向外運(yùn)動(dòng) 參考答案: 1.C 2.B 3.10 m/s 4.AB 課堂小結(jié) 這節(jié)課我們運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)分析了離心現(xiàn)象,知道了產(chǎn)生離心運(yùn)動(dòng)的條件.在耋際中,當(dāng)離心運(yùn)動(dòng)對(duì)我們有利時(shí)需要利用它,當(dāng)離心運(yùn)動(dòng)對(duì)我們有害時(shí)就需要加以限制. 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于本身的慣性,總有沿著圓周切線方向飛去的傾向. 當(dāng)F=mrω2時(shí),物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng); 當(dāng)F=O時(shí),物體沿切線方向飛出; 當(dāng)F- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
- 2.下載的文檔,不會(huì)出現(xiàn)我們的網(wǎng)址水印。
- 3、該文檔所得收入(下載+內(nèi)容+預(yù)覽)歸上傳者、原創(chuàng)作者;如果您是本文檔原作者,請(qǐng)點(diǎn)此認(rèn)領(lǐng)!既往收益都?xì)w您。
下載文檔到電腦,查找使用更方便
9.9 積分
下載 |
- 配套講稿:
如PPT文件的首頁(yè)顯示word圖標(biāo),表示該P(yáng)PT已包含配套word講稿。雙擊word圖標(biāo)可打開word文檔。
- 特殊限制:
部分文檔作品中含有的國(guó)旗、國(guó)徽等圖片,僅作為作品整體效果示例展示,禁止商用。設(shè)計(jì)者僅對(duì)作品中獨(dú)創(chuàng)性部分享有著作權(quán)。
- 關(guān) 鍵 詞:
- 2019-2020年高中物理 4-4 離心運(yùn)動(dòng)教案 2019 2020 年高 物理 離心 運(yùn)動(dòng) 教案
鏈接地址:http://appdesigncorp.com/p-2605880.html