高一的物理教案热门

在本文中我们将剖析“高一的物理教案”。每个老师需要在上课前弄好自己的教案课件，老师还没有写的话现在也来的及。教案是教师进行教育教学工作的重要保障。欢迎拜访让我们一起前行！

高一的物理教案(篇1)

1.理解功的概念：

(1)知道做机械功的两个不可缺少的因素，知道做功和“工作”的区别;

(2)知道当力与位移方向的夹角大于90°时，力对物体做负功，或说物体克服这个力做了功。

2.掌握功的计算：

(1)知道计算机械功的公式w=fscosα;知道在国际单位制中，功的单位是焦耳(j);知道功是标量。

(2)能够用公式w=fscosα进行有关计算。

1.重点是使在理解力对物体做功的两个要素的基础上掌握机械功的计算公式。

2.物体在力的方向上的位移与物体运动的位移容易混淆，这是难点。

3.要使学生对负功的意义有所认识，也较困难，也是难点。

功这个词我们并不陌生，初中中学习过功的一些初步知识，今天我们又来学习功的有关知识，绝不是简单地重复，而是要使我们对功的认识再提高一步。

先请同学回顾一下初中学过的与功的概念密切相关的如下两个问题：什么叫做功?谁对谁做功?然后做如下并板书：

(1)如果一个物体受到力的作用，并且在力的方向上发生了位移，物理学中就说这个力对物体做了功。

然后演示用水平拉力使滑块沿拉力方向在讲桌上滑动一段距离，并将示意图画到黑板上，如图1所示，与同学一起讨论如下问题：在上述过程中，拉力f对滑块是否做了功?滑块所受的重力mg对滑块是否做了功?桌面对滑块的支持力n是否对滑块做了功?强调指出，分析一个力是否对物体做功，关键是要看受力物体在这个力的方向上是否有位移。至此可作出如下总结并板书：

(2)在物理学中，力和物体在力的方向上发生的位移，是做功的两个不可缺少的因素。

就图1提出：力f使滑块发生位移s这个过程中，f对滑块做了多少功如何计算?由同学回答出如下计算公式：w=fs。就此再进一步提问：如果细绳斜向上拉滑块，如图2所示，这种情况下滑块沿f方向的位移是多少?与同学一起分析并得出这一位移为s cos α。至此按功的前一公式即可得到如下计算公式：

再根据公式w=fs做启发式提问：按此公式考虑，只要f与s在同一直线上，乘起来就可以求得力对物体所做的功。在图2中，我们是将位移分解到f的方向上，如果我们将力f分解到物体位移s的方向上，看看能得到什么结果?至此在图2中将f分解到s的方向上得到这个分力为fcosα，再与s相乘，结果仍然是w=fscosα。就此指出，计算一个力对物体所做的功的大小，与力f的大小、物体位移s的大小及f和s二者方向之间的夹角α有关，且此计算公式有普遍意义(对计算机械功而言)。至此作出如下板书：

力对物体所做的功，等于力的大小、位移的大小、力和位移的夹角的余弦三者的乘积。

接下来给出f=100n、s=5m、α=37°，与同学一起计算功w，得出w=400n?m。就此说明1n?m这个功的大小被规定为功的单位，为方便起见，取名为焦耳，符号为j，即1j=1n?m。最后明确板书为：

(1)首先对功的计算公式w=fscosα的可能值与学生共同讨论。从cos α的可能值入手讨论，指出功w可能为正值、负值或零，再进一步说明，力f与s间夹角α的取值范围，最后总结并作如下板书：

当0°≤α

当α=90°时，cosα=0，w=0，力对物体做零功，即力对物体不做功。

当90°

(2)与学生一起先讨论功的物理意义，然后再说明正功、负功的物理意义。

①提出功是描述什么的物理量这个问题与学生讨论。结合图1，使学生注意到力作用滑块并持续使滑块在力的方向上运动，发生了一段位移，引导学生认识其特征是力在空间位移上逐渐累积的作用过程。然后就此提出：这个累积作用过程到底累积什么?举如下两个事例启发学生思考：

a.一辆手推车上装有很多货物，搬运工推车要用很大的力。向前推一段距离就要休息一会儿，然后有了力气再推车走。

b.如果要你将重物从一楼向六楼上搬，搬运过程中会有什么感觉?

首先使学生意识到上述两个过程都是人用力对物体做功的过程，都要消耗体能。就此指出做功过程是能量转化过程，做功越多，能量转化得越多，因而功是能量转化的量度。能量是标量，相应功也是标量。板书如下：

功是描述力在空间位移上累积作用的物理量。功是能量转化的量度，功是标量。

②在上述对功的意义认识的基础上，讨论正功和负功的意义，得出如下认识并板书：

正功的意义是：力对物体做功向物体提供能量，即受力物体获得了能量。

负功的意义是：物体克服外力做功，向外输出能量(以消耗自身的能量为代价)，即负功表示物体失去了能量。

例1.课本p.110上的〔例题〕是功的计算公式的应用示范。分析过程中应使学生明确：推力f对箱子所做的功，实际上就是推力f的水平分力fcosα对箱子所做的功，而推力 f的竖直分力fsinα与位移s的方向是垂直的，对箱子不做功。

例2.如图3所示，abcd为画在水平地面上的正方形，其边长为a，p为静止于a点的物体。用水平力f沿直线 ab拉物体缓慢滑动到b点停下，然后仍用水平力f沿直线bc拉物体滑动到c点停下，接下来仍用水平力f沿直线cd拉物体滑动到d点停下，最后仍用水平力f沿直线da拉物体滑动到a点停下。若后三段运动中物体也是缓慢的，求全过程中水平力f对物体所做的功是多少?

此例题先让学生做，然后找出一个所得结果是w=0的学生发言，此时会有学生反对，并能说出w=4fa才是正确结果。让后者讲其思路和做法，然后总结，使学生明确在每一段位移a中，力f都与a同方向，做功为fa，四个过程加起来就是4fa。强调：功的概念中的位移是在这个力的方向上的位移，而不能简单地与物体运动的位移画等号。要结合物理过程做具体分析。

例3.如图4所示，f1和f2是作用在物体p上的两个水平恒力，大小分别为：f1=3n，f2=4n，在这两个力共同作用下，使物体p由静止开始沿水平面移动5m距离的过程中，它们对物体各做多少功?它们对物体做功的代数和是多少?f1、f2的合力对p做多少功?

此例题要解决两个方面的问题，一是强化功的计算公式的正确应用，纠正学生中出现的错误，即不注意力与位移方向的分析，直接用3n乘5m、4n乘5m这种低级错误，引导学生注意在题目没有给出位移方向时，应该根据动力学和运动学知识作出符合实际的判断;二是通过例题得到的结果，使学生知道一个物体所受合力对物体所做的功。等于各个力对物体所做的功的代数和，并从合力功与分力功所遵从的运算法则，深化功是标量的认识。

解答过程如下：位移在f1、f2方向上的分量分别为s1=3m、s2=4m，f1对p做功为9j，f2对p做功为16j，二者的代数和为25j。f1、f2的合力为5n，物体的位移与合力方向相同，合力对物体做功为w=fs=5n×5m=25j。

例4.如图5所示。a为静止在水平桌面上的物体，其右侧固定着一个定滑轮o，跨过定滑轮的细绳的p端固定在墙壁上，于细绳的另一端q用水平力f向右拉，物体向右滑动s的过程中，力f对物体做多少功?(上、下两段绳均保持水平)

本例题仍重点解决计算功时对力和位移这两个要素的分析。如果着眼于受力物体，它受到水平向右的力为两条绳的拉力，合力为2f。因而合力对物体所做的功为w=2fs;如果着眼于绳子的q端，即力f的作用点，则可知物体向右发主s位移过程中，q点的位移为2s，因而力f拉绳所做的功w=f?2s=2fs。两种不同处理方法结果是相同的。

1.对功的概念和功的物理意义的主要内容作必要的重复(包括正功和负功的意义)。

2.对功的计算公式及其应用的主要问题再作些强调。

1.考虑到功的定义式w=fscosα与课本上讲的功的公式相同，特别是对式中s的解释不一，有物体位移与力的作用点的位移之分，因而没有给出明确的功的定义的

高一的物理教案(篇2)

2.提问：本文体现了怎样的科学精神?

明确：本文三个主要部分，并不是简单地叙述成长的故事，而是具有深刻的科学精神内涵，可以从中看到哪些方面的“教育”对成为优秀科学家最为重要。

(1)想像力：科学是需要想像力的，想像力能带来创造力。作者正是从对鲤鱼世界的想像中，认识到人类观察空间的局限性，间接感悟到高维空间存在的可能。由感性的想像上升到理性的创造，体现了创新意识和探索精神。

(2)乐趣：科学不应该是枯燥的，而是应该充满乐趣的。探寻自然的奥秘，对真正的科学工作者来说，是和自然做的近似于捉迷藏的“游戏”，也是人生的“境界”。“游戏”使他们乐此不疲，充满__，不受外界的__和干扰;而“境界”使他们不顾功利，不畏强权，只求真理。

(3)实验精神：丁肇中说过：“现代学术的基础就是实地的探察，就是我们现在所谓的实验。”“科学发展的历史告诉我们，新的知识只能通过实地实验而得到，不是由自我检讨或哲理的清谈就可求到的。”(《应有格物致知精神》)有了想像力，有了乐趣，那只是成为科学家的最基础的因素，不去踏踏实实地做实验，就不能得到基本数据，假说就不能确立。一味地空想，不去做基础工作，不可能达到真理的彼岸。作者从事的高维空间理论，虽然还停留在纸面上，但是科学家们已经在做许多基础的实验工作，努力使理论得到证明。即使如科学家霍金靠睿智的头脑创建黑洞理论，也要有数学和天体物理学的实验基础，也不是空想出来的。

3.【提问】“鲤鱼科学家”对“世界”的认识是怎样的?

明确：主要有以下几点：

(1)“水池之外看不见的世界没有科学意义。”

(2)“它们为睡莲自己能够运动而困惑不解”——它们以神秘的“力”来掩盖自己的无知。

(3)“鲤鱼科学家”的“消失”和“重现”——它们认为是“奇迹”，是“可怖的事情”，而不肯去探究原因。

(4)“鲤鱼科学”的“传奇故事”，真实地证明另一个世界的存在，而它们却认为“胡说八道”，荒谬绝伦，违背它们的“自然规律”。

4.提问：作者想通过“鲤鱼科学家”对世界的认识说明什么?

明确：说明“自以为是”的人类和“鲤鱼科学家”有相似之处。

(1)人类“一生就在我们自己的‘池子’里度过”，只要“超出我们的理解力”的自然存在，他们就“拒绝承认”。

(2)“科学家发明像力这样一些概念……”，是因为他们只愿意承认“那些看得见摸得着的事物”，不肯改变思考问题的方式。

(3)“不能在实验室里便利地验证”的理论，他们就加以“鄙视”，表现出思想上的保守和固执。

5.提问：课文中阅读__空间历险故事和统一场理论书籍两小段内容，对“教育历程”的叙述有什么作用?

明确：课文的重点是童年趣事和建立实验室，这三个事例已经把“教育历程”完整地勾画出来。而夹杂在其中的两个小事例，主要起补充和衔接的作用。历险故事加深作者对高维空间的想像，激发兴趣;而阅读统一场理论书籍，既表现高中阶段作者求知的热情，也衔接起由理论到实验的探究过程。

6.提问：作者说“我决定要对这一问题刨根问底，纵然为此而必须成为一名理论物理学家也在所不辞。”在作者心中“理论物理学家”应该是怎样的人?

明确：理论物理学家的工作是抽象、枯燥的，受实验条件的限制，自己的学说很难得到实验的证明，甚至可能到死也得不到成就。这样的人必须耐得住寂寞，必须有奉献精神。“在所不辞”意味着“理论物理学家”道路的艰辛。

7.提问：作者建立实验室的事例，对我们现实生活有怎样的意义?

明确：科学是建立在基础实验之上的，科学理论要经过实验的检验才能得到论证。实验不是简单的操作，要有理论指导，要有实验的设计，要有策划组织能力，要有耐力和恒心等等，实验考验的是实验者的综合能力。而我们当前存在的问题是，重视理论，轻视基础实验，表现为动手能力和实践能力差，思想上浮躁，急功近利。对教育而言，重知识，轻能力的现象很普遍。这些都是一名理论物理学家重视实验给我们现实生活的启迪。

五、布置作业：

完成“研讨与练习一、二”。

板书设计

教学反思：

查字典语文网有全面的语文知识，欢迎大家继续阅读学习。

高一的物理教案(篇3)

万有引力定律是本章的核心，从内容性质与地位上看，本节内容是对上一节“太阳与行星间的引力”的进一步外推，即：从天体运动推广到地面上任何物体的运动;又是下一节掌握万有引力理论在天文学上应用的学习的基础。本节重点内容是理解万有引力定律的推导思路和过程，掌握万有引力定律的内容及表达公式，知道万有引力定律得出的意义，知道任何物体间都存在着万有引力，且遵循相同的规律。本节难点是物体间距离的理解。另外本节内容还注重是对学生“科学方法”教育和“情感态度与价值观”的教育：使学生认识科学研究过程中根据事实和分析推理进行猜想、假设和检验的重要性，培养学生的推理能力、概括能力和归纳总结能力;本节结合“月—地检验”，经历思维程序“提出问题→猜想与假设→理论分析→实验观测→验证结论”培养学生探究思维能力;使学生学习科学家们坚持不懈、勇往直前和一丝不苟的工作精神，培养学生良好的学习习惯和善于探索的思维品质。

高一的物理教案(篇4)

1、知道速度的意义、公式、符号、单位、矢量性。

2、知道质点的平均速度和瞬时速度等概念。

3、知道速度和速率以及它们的区别。

速度、瞬时速度、平均速度三个概念，及三个概念之间的联系。

【阅读】P15 “坐标与坐标的变化量”一部分，回答下列问题。

A级 1、物体沿着直线运动，并以这条直线为x坐标轴，这样物体的位置就可以用 来表示，物体的位移可以通过 表示，Δx的大小表示 ，Δx的正负表示

【思考与交流】1、汽车在沿x轴上运动，如图1―3―l表示汽车从坐标x1=10 m，在经过一段时间之后，到达坐标x2=30 m处，则Δx = ，Δx是正值还是负值？汽车沿哪个方向运动？如果汽车沿x轴负方向运动，Δx是正值还是负值？

2、如图1―3―l，用数轴表示坐标与坐标的变化量，能否用数轴表示时间的变化量？怎么表示？

3、绿妹在遥控一玩具小汽车，她让小汽车沿一条东西方向的笔直路线运动，开始时在某一标记点东2 m处，第1s末到达该标记点西3m处，第2s末又处在该标记点西1m处。分别求出第1s内和第2s内小车位移的大小和方向。

实例：北京时间8月28日凌晨2点40分，雅典奥林匹克体育场，这是一个值得所有中国人铭记的日子，21岁的上海小伙刘翔像闪电一样，挟着狂风与雷鸣般的怒吼冲过终点，以明显的不可撼动的优势获得奥运会男子110米栏冠军，12秒91的成绩平了由英国名将科林约翰逊1993年8月20日在德国斯图加特创造的世界纪录，改写了奥运会纪录。那么请问我们怎样比较哪位运动员跑得快呢？试举例说明。

1、以下有四个物体，如何比较A和B、B和D、B和C的运动快慢？

1、为了比较物体的运动快慢，可以用 跟发生这个位移所用 的比值，表示物体运动的快慢，这就是速度。

2、速度公式v=

3、单位：国际单位m/s或ms―1，常用单位km/h或kmh―1 ， ？/s或？s―1

4、速度的大小在数值上等于 的大小；速度的方向就是物体 的方向 ， 位移是矢量，那速度呢？

问题：我们时曾经学过“速度”这个量，今天我们再次学习到这个量，那大家仔细比较分析一下，我们今天学习的“速度”跟学习的“速度”一样吗？如果不一样，有什么不同？

一般来说，物体在某一段时间内，运动的快慢不一定时时一样，所以由v=Δx/Δt求得速度，表示的只是物体在时间Δt内的 快慢程度，称为： 速度。

平均速度的方向由_______________的方向决定，它的_____________表示这段时间内运动的快慢。所以平均速度是x量。

1、甲百米赛跑用时12.5秒，求整个过程中甲的速度是多少？那么我们来想一想，这个速度是不是代表在整个12.5秒内速度一直都是这么大呢？

2、前面的计算中我们只能知道百米赛跑中平均下来是每秒8米，只能粗略地知道物体运动的快慢，如果我想知道物体某个时刻的速度如10秒末这个时刻的速度，该如何计算呢？

教材第16页，问题与练习2，这五个平均速度中哪个接近汽车关闭油门时的速度？

总结：质点从t到t+△t时间内的平均速度△x/t△中，△t取值 时，这个值就可以认为是质点在时刻的瞬时速度。

问题：下列所说的速度中，哪些是平均速度，哪些是瞬时速度？

1、百米赛跑的运动员以9.5m/s的速度冲过终点线。

2、经过提速后，列车的速度达到150km/h。

3、由于堵车，在隧道中的车速仅为1.2m/s。

4、返回地面的太空舱以8m/s的速度落入太平洋中。

5、子弹以800m/s的速度撞击在墙上。

高一的物理教案(篇5)

生活中的圆周运动

整体设计

圆周运动是生活中普遍存在的一种运动.通过一些生活中存在的圆周运动，让学生理解向心力和向心加速度的作用，知道其存在的危害及如何利用.通过对航天器中的失重想象让学生理解向心力是由物体所受的合力提供的，任何一种力都有可能提供物体做圆周运动的向心力.通过对离心运动的学习让学生知道离心现象，并能充分利用离心运动且避免因离心运动而造成的危害.本节内容着重于知识的理解应用，学生对于一些内容不易理解，因此在教学时注意用一些贴近学生的生活实例或是让学生通过动手实验来得到结论.注意引导学生应用牛顿第二定律和有关向心力知识分析实例，使学生深刻理解向心力的基础知识;熟练掌握应用向心力知识分析两类圆周运动模型的步骤和方法.锻炼学生观察、分析、抽象、建模的解决实际问题的方法和能力;培养学生的主动探索精神、应用实践能力和思维创新意识.

教学重点

1.理解向心力是一种效果力.

2.在具体问题中能找到向心力，并结合牛顿运动定律求解有关问题.

教学难点

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.

3.对变速圆周运动的理解和处理.

课时安排

1课时

三维目标

知识与技能

1.知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力，会在具体问题中分析向心力的来源.

2.能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例.

3.知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度.

过程与方法

1.通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生的分析和解决问题的能力.

2.通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力.

3.通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力.

情感态度与价值观

培养学生的应用实践能力和思维创新意识;运用生活中的几个事例，激发学生的学习兴趣、求知欲和探索动机;通过对实例的分析，建立具体问题具体分析的科学观念.

教学过程

导入新课

情景导入

赛车在经过弯道时都会减速，如果不减速赛车就会出现侧滑，从而引发事故.大家思考一下我们如何才能使赛车在弯道上不减速通过?

课件展示自行车赛中自行车在通过弯道时的情景.

根据展示可以看出自行车在通过弯道时都是向内侧倾斜，这样的目的是什么?赛场有什么特点?学生讨论

结论：赛车和自行车都在做圆周运动，都需要一个向心力.而向心力是车轮与地面的摩擦力提供的，由于摩擦力的大小是有限的，当赛车与地面的摩擦力不足以提供向心力时赛车就会发生侧滑，发生事故.因此赛车在经过弯道时要减速行驶.而自行车在经过弯道时自行车手会将身体向内侧倾斜，这样身体的重力就会产生一个向里的分力和地面的摩擦力一起提供自行车所需的向心力，因此自行车手在经过弯道时没有减速.同样道理摩托车赛中摩托车在经过弯道时也不减速，而是通过倾斜摩托车来达到同样的目的.

下面大家考虑一下，火车在通过弯道时也不减速，那么我们如何来保证火车的安全呢?

复习导入

1.向心加速度的公式：an= =rω2=r( )2.

2.向心力的公式：Fn=m an= m =m rω2=mr( )2.

推进新课

一、铁路的弯道

课件展示观察铁轨和火车车轮的形状.

讨论与探究

火车转弯特点：火车转弯是一段圆周运动,圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面.

受力分析，确定向心力(向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供).

缺点：向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供，由于火车质量大，速度快，由公式F向=mv2/r，向心力很大，对火车和铁轨损害很大.

问题：如何解决这个问题呢?(联系自行车通过弯道的情况考虑)

事实上在火车转弯处，外轨要比内轨略微高一点，形成一个斜面，火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的.

强调说明：向心力是水平的.

F向= mv02/r = F合= mgtanθ

v0= (1)当v= v0，F向=F合

内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力.

(2)当v>v0，F向>F合时

外轨道对外侧车轮轮缘有压力.

(3)当v

内轨道对内侧车轮轮缘有压力.

要使火车转弯时损害最小，应以规定速度转弯，此时内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力.

二、拱形桥

课件展示交通工具(自行车、汽车等)过拱形桥.

问题情境：

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，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的点时对桥的压力.通过分析，你可以得出什么结论?

画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力.

思路：在点，对汽车进行受力分析，确定向心力的来源;由牛顿第二定律列出方程求出汽车受到的支持力;由牛顿第三定律求出桥面受到的压力FN′=G 可见，汽车对桥的压力FN′小于汽车的重力G，并且，压力随汽车速度的增大而减小.

思维拓展

汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大还是小呢?学生自主画图分析，教师巡回指导.

课堂训练

一辆质量m=2.0 t的小轿车，驶过半径R=90 m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10 m/s2.求：

(1)若桥面为凹形，汽车以20 m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大?

(2)若桥面为凸形，汽车以10 m/s的速度通过桥面点时，对桥面压力是多大?

(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力?

解答：(1)汽车通过凹形桥面最低点时，在水平方向受到牵引力F和阻力f.在竖直方向受到桥面向上的支持力N1和向下的重力G=mg，如图所示.圆弧形轨道的圆心在汽车上方，支持力N1与重力G=mg的合力为N1-mg，这个合力就是汽车通过桥面最低点时的向心力，即F向=N1-mg.由向心力公式有：N1-mg= 解得桥面的支持力大小为

N1= +mg=(2 000× +2 000×10)N=2.89×104 N

根据牛顿第三定律，汽车对桥面最低点的压力大小是2.98×104 N.

(2)汽车通过凸形桥面点时，在水平方向受到牵引力F和阻力f，在竖直方向受到竖直向下的重力G=mg和桥面向上的支持力N2，如图所示.圆弧形轨道的圆心在汽车的下方，重力G=mg与支持力N2的合力为mg-N2，这个合力就是汽车通过桥面顶点时的向心力，即F向=mg-N2，由向心力公式有mg-N2= 解得桥面的支持力大小为N2=mg =(2 000×10-2 000× )N=1.78×104 N

根据牛顿第三定律，汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为1.78×104 N.

(3)设汽车速度为vm时，通过凸形桥面顶点时对桥面压力为零.根据牛顿第三定律，这时桥面对汽车的支持力也为零，汽车在竖直方向只受到重力G作用，重力G=mg就是汽车驶过桥顶点时的向心力，即F向=mg，由向心力公式有mg= 解得：vm= m/s=30 m/s

汽车以30 m/s的速度通过桥面顶点时，对桥面刚好没有压力.

说一说

汽车不在拱形桥的点或最低点时,它的运动能用上面的方法求解吗?

汽车受到重力和垂直于支持面的支持力,将重力分解为平行于支持面和垂直于支持面的两个分力,这样,在垂直于支持面的方向上重力的分力和支持力的合力提供向心力.三、航天器中的失重现象

引导学生阅读教材“思考与讨论”中提出的问题情境，用学过的知识加以分析，发表自己的见解.上面“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞行中.

假设宇宙飞船质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面的重力.试求座舱对宇航员的支持力.此时飞船的速度多大?

通过求解，你可以得出什么结论?

其实在任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器中，都是一个完全失重的环境.其中所有的物体都处于完全失重状态.

四、离心运动

问题：做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢?如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢?

结论：如果向心力突然消失，物体由于惯性，会沿切线方向飞出去.如果物体受的合力不足以提供向心力，物体虽不能沿切线方向飞出去，但会逐渐远离圆心.这两种运动都叫做离心运动.

结合生活实际，举出物体做离心运动的例子.在这些例子中，离心运动是有益的还是有害的?你能说出这些例子中离心运动是怎样发生的吗?

参考答案：①洗衣机脱水②棉砂糖③制作无缝钢管④魔盘游戏⑤汽车转弯⑥转动的砂轮速度不能过大

汽车转弯时速度过大，会因离心运动造成交通事故

水滴的离心运动洗衣机的脱水筒

总结：1.提供的外力F超过所需的向心力,物体靠近圆心运动.

2.提供的外力F恰好等于所需的向心力,物体做匀速圆周运动.

3.提供的外力F小于所需的向心力,物体远离圆心运动.

4.物体原先在做匀速圆周运动，突然间外力消失，物体沿切线方向飞出.

例1 如图所示，杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，大家讨论一下满足什么条件水才能从水桶中流出来.若水的质量m=0.5 kg，绳长l=60 cm，求：

(1)点水不流出的最小速率.

(2)水在点速率v=3 m/s时，水对桶底的压力.

解析：(1)在点水不流出的条件是重力不大于水做圆周运动所需要的向心力

即mg≤ 则所求最小速率v0= m/s=2.42 m/s.

(2)当水在点的速率大于v0时，只靠重力提供向心力已不足，此时水桶底对水有一向下的压力，设为FN，由牛顿第二定律有

FN+mg= FN= -mg=2.6 N

由牛顿第三定律知，水对桶底的作用力FN′=FN=2.6 N，方向竖直向上.

答案：(1)2.42 m/s (2)2.6 N，方向竖直向上

提示：抓住临界状态，找出临界条件是解决这类极值问题的关键.

课外思考：若本题中将绳换成轻杆，将桶换成球，上面所求的临界速率还适用吗?

课堂训练

1.如图所示，在水平固定的光滑平板上，有一质量为M的质点P，与穿过中央小孔H的轻绳一端连着.平板与小孔是光滑的，用手拉着绳子下端，使质点做半径为a、角速度为ω1的匀速圆周运动.若绳子迅速放松至某一长度b而拉紧，质点就能在以半径为b的圆周上做匀速圆周运动.求质点由半径a到b所需的时间及质点在半径为b的圆周上运动的角速度.

解析：质点在半径为a的圆周上以角速度ω1做匀速圆周运动，其线速度为va=ω1a.突然松绳后，向心力消失，质点沿切线方向飞出以va做匀速直线运动，直到线被拉直,如图所示.质点做匀速直线运动的位移为s= ，则质点由半径a到b所需的时间为：t=s/va= /(ω1a).

当线刚被拉直时，球的速度为va=ω1a，把这一速度分解为垂直于绳的速度vb和沿绳的速度v′.在绳绷紧的过程中v′减为零，质点就以vb沿着半径为b的圆周做匀速圆周运动.根据相似三角形得 ,即 .则质点沿半径为b的圆周做匀速圆周运动的角速度为ω2=a2ω1/b2.

2.一根长l=0.625 m的细绳，一端拴一质量m=0.4 kg的小球，使其在竖直平面内绕绳的另一端做圆周运动，求：

(1)小球通过点时的最小速度;

(2)若小球以速度v=3.0 m/s通过圆周点时，绳对小球的拉力多大?若此时绳突然断了，小球将如何运动?

分析与解答：(1)小球通过圆周点时，受到的重力G=mg必须全部作为向心力F向，否则重力G中的多余部分将把小球拉进圆内，而不能实现沿竖直圆周运动.所以小球通过圆周点的条件应为F向≥mg，当F向=mg时，即小球受到的重力刚好全部作为通过圆周点的向心力，绳对小球恰好不施拉力，如图所示，此时小球的速度就是通过圆周点的最小速度v0，由向心力公式有：mg= 解得：G=mg= v0= m/s=2.5 m/s.

(2)小球通过圆周点时，若速度v大于最小速度v0，所需的向心力F向将大于重力G，这时绳对小球要施拉力F，如图所示，此时有F+mg= 解得：F= -mg=(0.4× -0.4×10)N=1.76 N

若在点时绳子突然断了，则提供的向心力mg小于需要的向心力 ，小球将沿切线方向飞出做离心运动(实际上是平抛运动).

课堂小结

本节课中需要我们掌握的关键是：一个要从力的方面认真分析，搞清谁来提供物体做圆周运动所需的向心力，能提供多大的向心力，是否可以变化;另一个方面从运动的物理量本身去认真分析，看看物体做这样的圆周运动究竟需要多大的向心力.如果供需双方正好相等，则物体将做稳定的圆周运动;如果供大于需，则物体将偏离圆轨道，逐渐靠近圆心;如果供小于需，则物体将偏离圆轨道，逐渐远离圆心;如果外力突然变为零，则物体将沿切线方向做匀速直线运动.布置作业

教材“问题与练习”第1、2、3、4题.

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