人教版 (新课标)必修27.生活中的圆周运动教案

离心现象及其应用教学设计

一、本节教材分析

教材首先从实际常见的案例中引出离心现象最后探究得到发生离心现象的条件和离心运动的定义，接着从生产、生活的实际问题中说明离心运动的应用和危害，充分体现了学以致用的思想。本节主要让学生了解离心现象产生的原因及其在生产上的应用，教学时要充分利用课本的素材，提高学生综合运用知识的能力。但是有些与离心运动有关的实际问题比较复杂，教学举例时应列举常见容易理解的例子。

二、教学任务分析

本节课的三维目标制定如下：

（一）   知识与技能

1、   知道什么是离心现象，明确物体做离心运动的条件。

2、   能结合课本提出的问题具体分析，了解离心运动的应用和防止。

3、   培养分析说理的能力，提高科学表述的能力。

（二）   过程与方法

1、   教师通过录像和多媒体课件演示，帮助学生分析离心运动产生的原因，激发学生用学过的向心力知识寻找本质规律。

2、   学生通过观察实验现象，亲手操作离心实验来讨论研究，从而提高分析应用能力。

（三）   情感态度与价值观

1、   事物是一分为二的，有利也有弊，充分扬长避短，是一种科学态度，也是一种科学方法。

2、   通过学生对几种离心机的使用和制作，把审美欣赏与操作有机结合，从而提高学生审美的感受力和鉴别力。

重点·难点·疑点及解决办法如下：

　　1﹑重点

　　   理解离心运动的条件、知道离心运动的应用和防止．

　　2﹑难点

　　   结合具体事例分析离心运动，融会贯通，举一反三．

　　3﹑疑点

　　   离心运动是否是受到了“离心力”？

　　4﹑解决办法

由浅入深，由表及里，通过现象看本质．采用提出问题，引导学生分析和解决问题

的方法，充分调动学生独立思考的积极性．

三﹑学生特点及对应的教学方法

1﹑学生情况分析

兴趣的产生与好奇心和求知欲密切相关。好奇心是一种本能，当外界有什么新异的事物出现时，人总要去探究一下；求知欲是在好奇心的基础上发展起来的，是对知识的热烈追求；而兴趣就是在求知欲的基础上产生的，是推动学习的内在动力。所以在上课期间教师要利用各种手段来激起学生的兴趣和好奇心。

　  2﹑教学用具与方法

①用具：离心现象录像片﹑离心转台﹑小球﹑细线等。

②方法：录像演示﹑动手实验﹑讨论与思考等。

3﹑师生互动活动设计

①教师通过录像和多媒体演示，帮助学生分析离心运动产生的原因．

②学生通过观察、操作来讨论研究，提高分析应用能力．

四﹑教学过程设计

（一）   激情引入

   师生共同展望2008年北京奥运会。录像播放。一起观看2004年雅典奥运会比赛片段（链球比赛）。提示学生注意观察链球的运动情况。

提出问题：

1﹑链球开始做什么运动？

2﹑链球离开运动员手以后做什么运动？

（二）离心现象原因探索

学生对于第一个问题很容易知道——链球开始做匀速圆周运动。

设问：物体为什么能做圆周运动？

由于上节课已经学习了匀速圆周运动的知识，学生知道是因为物体受到向心力，向心力使物体维持在圆周轨道上，而不是沿圆周切线方向飞离轨道。

提出问题：如果向心力突然消失，会出现什么情况？

　　学生议论．

再次演示录像片．（使用慢镜头播放）

教师点拔：开始链球受到人给链子的力，使链球在圆周轨道上运动，当运动员松手后，也就是提供的向心力没有了，链球沿切线方向飞出。

这就是我们今天学习的离心现象。

提问：请学生总结什么情况下物体做离心运动？

学生讨论总结。（略）

教师小结：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失或者不足于提供圆周运动的所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动称作为离心运动．

注意：离心运动的原因是合力突然消失，或不足以提供向心力，而不是物体又受到什么“离心力”．

动手实验：请学生自己体验离心运动。

（用细线拴住小球做圆周运动，突然放手小球飞出，观察小球的运动情况）

教师最后分析总结：

离心运动的条件：

1﹑当产生向心力的合外力突然消失，物体便沿所在位置的切线方向飞出。

2﹑当产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，物体将沿切线和

圆周之间的一条曲线运动，远离圆心而去。

                      F=0

                                F= mω2r  O               

                       F＜mω2r

3、   对离心运动的进一步理解

当F=mω2r时，物体做匀速圆周运动。

当F= 0时，物体沿切线方向飞出。

当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心。

当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心。

（三）离心现象的本质分析

离心现象的本质——物体惯性的表现。

分析：做匀速圆周运动的物体，由于本身有惯性，总是想沿着切线方向运动，只是由于向心力作用，使它不能沿切线方向飞出，而被限制着沿圆周运动。如果提供向心力的合外力突然消失，物体由于本身的惯性，将沿着切线方向运动，这也是牛顿第一定律的必然结果。如果提供向心力的合外力减小，使它不足以将物体限制在圆周上，物体将做半径变大的圆周运动。此时，物体逐渐远离圆心，但“远离”不能理解为“背离”。做离心运动的物体并非沿半径方向飞出，而是运动半径越来越大 。

（四）、课堂练习讲解分析

1、物体做离心运动时，运动轨迹是                                     （  ）

A．一定是直线。

B．一定是曲线。

C．可能是直线，也可能是曲线。

D．可能是圆。                                                       【C】

2、雨伞半径为R，高出地面h，雨伞以角速度ω旋转时，雨滴从伞边缘飞出 （  ）

　　A．沿飞出点半径方向飞出，做平抛运动。

　　B．沿飞出点切线方向飞出，做平抛运动。

　　C．雨滴落在地面上后形成一个和伞半径相同的圆圈。

D．雨滴落在地面上后形成一个半径r＝R 的圆圈。           【BD】

（五）、离心运动的应用和防止举例讨论

　　教学方法是：现看离心现象录像（洗衣机脱水过程、汽车转弯等片段），思考其中原因，互相议论交流。

注意学生表述的科学性，培养习惯，提问能力。

1. 离心运动的应用实例

⑴ 洗衣机的脱水筒。

洗衣机的脱水筒中的衣物上的水滴，在脱水筒工作时，水滴需要的向心力由什么决定？

提供的向心力由什么决定？什么情况下，水滴将被甩出？转速高时容易甩干衣物，还

是转速低时容易甩干衣物。

⑵ 棉花糖的产生。

砂糖先高温溶化成液态再被甩出即成棉花状。

⑶ 用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内。

2. 离心运动的防止实例

⑴ 汽车拐弯时的限速。

在公路转弯处，为什么车辆行驶不允许超过规定的速度？提供车子的向心力由什么决

定？公交车转弯时，售票员或车上广播会提醒乘客：“前面转弯，请乘客站端扶好。”为什么？

⑵ 高速旋转的飞轮、砂轮的限速。

3．鼓励学生再举例说明离心运动的应用和防止。

（六）、总结、扩展

    1、做圆周运动的物体，所受的合外力F突然消失或者不足于提供圆周运动的所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动称作为离心运动．

2、离心现象是一种常见的现象，要理解其产生的原因，并会用来解释有关的问题．

3、做圆周运动的物体，若所受的合外力F大于所需的向心力时，物体就会做越来越靠近圆心的“近心”运动，人造卫星或飞船返回过程就有一阶段是做“近心”运动。

（七）、家庭作业

汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于车的最大静摩擦力是车重的0.10倍，要使汽车不至于冲出圆跑道，车速最大不能超过多少？

【解析】如果不考虑汽车行驶时所受的阻力，那么汽车在圆跑道匀速行驶时，轮胎所受的静摩擦力F（方向指向圆心）提供向心力。车速越大，所需向心力也越大，则静摩擦力F也越大，但本题中的向心力不可能超过路面作用于车的最大静摩擦力Fm，车重的0.10。设车速的最大值为vm，则

得：

汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶时的速率不能超过，不然会冲出圆跑道，因为这时最大静摩擦力不足以提供汽车做圆周运动所需的向心力，汽车就脱离原来的圆跑道做离心运动了。

五、课外活动设计

【课外动手做一做】

课题：仿制洗衣机脱水桶。

材料与工具：一只大的塑料可乐瓶子、铁棒、木板、剪刀、细绳等。

  可以用其甩干手拍、毛巾、袜子等。

　　　　　　　　　　　　　　　铁　棒

                                                                    拉

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　     细绳

                             木板支架

六、板书设计

一、离心运动

   1﹑定义：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失或者不足于提供圆周运动的所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动称作为离心运动。

 2﹑条件：①当F= 0时，物体沿切线方向飞出。

②     F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心。

   3、本质：离心现象的本质——物体惯性的表现。

二、离心运动的应用与防止

1、  应用实例——洗衣机的脱水筒、棉花糖的产生等。

2、  防止实例——汽车拐弯时的限速、高速旋转的飞轮、砂轮的限速等。

七、实践与反思

   本节内容与生活联系非常紧密，课堂上学生提出了各种让人意料不到的新问题、新实例，同时课堂气氛也很活跃，学生的自主学习课文、自主探究、研讨等学习活动贯穿于整个课堂活动中，课堂的时间尽最大可能还给了学生。

   但是正是因为本节内容与生活联系非常紧密，课堂气氛活跃，课堂上就有点“乱”。以至于不得不出现几次提醒学生停止讨论。事后我有些担心，可结果正好相反，这次上课的同学们都在学习中找到了乐趣，认为基本弄清了所学的问题，而且有些不喜欢上物理课的同学也说学习物理也挺有意思的。可见教学改革对教学深化和提高作用之大，我感觉教师在课堂上一定要做好“主导”的作用。