第五章B 圆周运动的应用教学建议
（一）学习目标
1．理解牛顿运用圆周运动知识对月球运动的分析；理解用圆周运动知识测分子速度的原理，能进行简单的相关计算；理解过山车的原理；能用圆周运动的知识解释车辆过桥、车辆转弯现象。
2．通过牛顿对月球运动的分析过程，进一步认识外推的方法。
3．通过学习圆周运动的应用实例，感悟物理学科与生产生活、科学技术的广泛联系。
（二）重点和难点
本节重点是理解圆周运动各项应用的原理，难点是分子速度的测定。
（三）教学建议
本节主要介绍圆周运动的应用实例，因此一开始以娱乐设施“过山车”创设情景，接着分析了月球运动、分子速度测定、过山车、车辆过桥和转弯等四个例子。这四个例子都是比较典型的圆周运动，其中只对分子速度测定提出定量要求，其余都是定性分析，目的是使学生着重对圆周运动的原因加深理解，能够解释常见的与圆周运动相关的现象。
1．关于创设情景的教学建议
课本用“过山车”这一娱乐设施作为情景引入，因为学生比较熟悉，也比较感兴趣。建议教学时可用相关的声像资料，结合学生实际参与过的活动内容，交流体会，可以取得更好的效果。还可进一步组织学生开展“大家谈”，讨论如何采取措施以保证安全，为以后分析过山车原理作好铺垫。
2．关于分析月球运动的教学建议
月球不断绕地球运动，却始终没有落到地球上来，这是一个古老的问题，也许学生已经知道答案，但对牛顿的思考方法却不一定理解。建议在这里要把牛顿的外推法作为重点介绍，搞清推理的逻辑过程，理解只要速度达到一定大小，月球就不会掉下来的原因。
3．关于测定气体分子速度大小的教学建议
气体分子速度大小的测定是以往中学教材很少涉及的内容，因为新教材强调实际应用，而且该部分与圆周运动的联系比较紧密，在高一下学期还要学习分子速率的分布规律，所以学习分子速度大小的测量方法就显得很有必要。示例一是一道高考题，有一定难度，建议前面讲解一般测量原理和该例题时，要抓住圆筒转动和分子飞行的同时性，然后按直线运动和圆周运动的规律进行计算，不难得到正确的结论。
4．关于“过山车”的教学建议
过山车是在竖直平面内做圆周运动，大多数情况下受力比较复杂，涉及多个力提供向心力，而《课程标准》规定“有关向心力的计算，只限于向心力是由一个力直接提供的情况”。所以建议凡涉及定量计算，只能考虑最高点恰由重力提供向心力的情况，示例2就是按照这个要求设计的，其他位置要求对重力进行分解都比较复杂，只能做定性讨论。
5．关于课本第57页“自主活动”中要求估测“过山车”速度的说明
一般过山车经过最高点时速度较慢，有可能被估测。要求学生先估计最高点附近的一段距离，然后用手表估测通过这段距离的时间，就可以求出结果，安排这样一个课外的自主活动，是希望与生活实际相联系，同时培养学生的估测估算能力。
6．关于对课本第57页“大家谈”的说明
过山车是把最高点的重力势能转化为动能的，过山车本身没有动力，而且运动过程中要消耗能量，所以第二个圆环的半径必须小于第一个圆环的半径，才能保证过山车能到达第二个圆环的最高点。
7．关于车辆过桥和车辆转弯的教学建议
该部分内容几乎都涉及多个力提供向心力的情况，因此只要求作定性分析，课本中虽然写出了“凸型桥”“凹型桥”的公式，但也是为了把车辆重力和桥面支持力进行比较，并不展开定量计算，建议用DIS实验演示桥面支持力与车辆重力的大小关系，车辆可用质量较大的小球代替，桥则用凸型和凹型轨道代替，力传感器置于轨道支架下方。在瓷碗中摇晃小钢珠的自主活动只要求定性分析，因为小钢珠也是由几个力提供向心力。
（四）作业说明
本节共12道练习题，建议第1、5、11题在课内完成。第10题配合教材历史回眸的内容，教师可先作分析。第12题不要求全体学生完成。
参考答案
A组
1．估算后可知顾客受到的向心力很小，所以感觉不到。
2．道路湿滑，地面摩擦所能提供的向心力很小，必须降低转弯速度，才能保证安全。
3．所需向心力为1.6×104N，超过最大静摩擦力，汽车一定侧滑。
4．
5．赛车速度很高，火车质量很大，转弯时都需要很大的向心力，仅仅依靠地面摩擦力作为向心力，往往还不够。把路基设计成倾斜，可以利用斜面支持力的水平分力补充向心力，以保障安全。
B组
6．F向＝Mg；Mg＝mv2/r ，
7．0.125
8．
9．
10．81m/s
11．略
12．略
文件下载（已下载 488 次）发布时间：2014/1/2 上午7:47:43 阅读次数：1865
