一、教学目标

1. 能定性的分析火车外轨比内轨高的原因;能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。

2.通过分析生活中常见的圆周运动，提高理论联系实际的能力。

3.有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识，乐于探究日常用品或新产品中的物理学原理。

二、教学重难点

【重点】理解向心力是一种效果力。

【难点】正确认识向心力的来源及用牛顿第二定律分析向心力的方法。

三、教学过程

环节一：导入

教师播放视频：火车转弯与火车轨道。

提问学生：为什么火车内、外轨道的高度略有不同?顺势导入课堂。

环节二：新课讲授

(一)火车转弯

教师提问：什么是向心力?向心力表达式怎样?

学生通过回顾之前的知识进行作答。

教师提问：(1)当火车在转弯时，是什么力提供向心力?(2)如果转弯处内外轨道一样高，火车能否顺利转弯?为什么?

学生分组讨论得出结果：转弯时是由火车的重力与支持力的合力提供向心力。若是内外侧轨道一样高，火车转弯时，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力是火车转弯所需向心力的主要来源，但由于火车质量大，这样做可能使车轮受损，火车侧翻。

教师通过画模型图，引导并推出公式：

得出结论：在修筑铁路时，必须根据转弯处轨道的半径和规定的速度，适当地选择内外轨的高度差。

(二)汽车过拱形桥

教师出示例题：质量为m的汽车，在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为r，当汽车通过桥的最高点时，对桥的压力是多大?并进行受力分析和讲解。

学生分组讨论得:

选汽车为分析对象，受力分析可知合力为：

通过最高点时有，根据牛顿第二定律
，有

总上可得：

小组讨论：当汽车通过桥的最低点时，对桥的压力是多大?完成后，教师进行总结。

环节三：巩固提高

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，为什么?

环节四：小结作业

小结：师生共同总结。

作业：课后预习航天器失重现象、离心运动。

四、板书设计