沪科教2003课标版《3、圆周运动的案例分析》新课标优质课教案设计

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标物理观念复习和巩固竖直面圆周运动的受力分析方法,并能分析和解决竖直面内圆周运动的临界问题科学思维和科学探究利用例题分析和实验演示培养学生观察问题和分析问题的能力。科学态度和责任培养学生严谨求真的科学研究态度，训练学生知识迁移能力。重 点1. 竖直面内圆周运动三种模型的受力分析方法

2. 最高点的临界速度的运用难 点最高点的临界速度的运用教学过程教师指导与学生活动引入新课1.课题引入：水流星小实验

2、回顾轻绳模型、拱桥模型、轻杆模型最高点的受力特征及过最高点的临界速度

讲解新课1.受力分析:

【例题1】如图所示，2012年8月7日伦敦奥运会体操男子单杆决赛，荷兰选手宗德兰德荣获冠军，若他的质量为60kg,做“双臂大回环”用双手抓住单杆，伸展身体，以单杆为轴做圆周运动，此过程中，运动员到达最低点时手臂受的总拉力至少约为多少？（忽略空气阻力。g=10m/s2）( )

A.600N B.2400N

C.3000N D.3600N

（学生思考，教师引导）

小结：解题方法

1、状态：牛顿第二定律

2、过程：机械能守恒定律或能量守恒定律

【练习1】如图所示，有一质量为M的光滑大圆环，半径为R，被一轻杆固定后悬挂在O点，有两个质量为m的小环（可视为质点）套在大环上，同时从大环两侧的对称位置由静止滑下，同时到达大环底部时速度为v，则（　　）

A. 当两小环滑到同大环圆心等高时，大环对轻杆的拉力大小为Mg

B. 当两小环滑到同大环圆心等高时，大环对轻杆的拉力大小为（2m+M）g

C. 两小环滑到大环底部时，大环对轻杆的拉力大小为2m（g+ ）+Mg

D. 两小环滑到大环底部时，大环对轻杆的拉力大小为（2m+M）g

（学生思考作答）

2.临界问题

【例题2】如图所示，半径为R=2m的甲圆形轨道放置在竖直面内，斜面与水平轨道由一小段圆弧轨道相连，各段均光滑．现有一小球从光滑斜面上的A点由静止释放，那么为了使小球能通过甲轨道的最高点，试求A点离水平轨道CD的高度H至少为多少？

（学生思考，教师引导，并演示实验）

变式1：使小球不脱离轨道，试求A点离水平轨道的高度H的取值范围。

（学生思考，教师引导，并演示实验）

变式2：如图所示，半径分别为R=2m和r=1m的甲、乙两圆形轨道放置在同一竖直面内，斜面与水平轨道由一小段圆弧轨道相连，两圆形轨道之间由一条水平轨道CD相连，小球与CD段间的动摩擦因数为μ=0.25，其余各段均光滑．现有一小球从光滑斜面上的A点由静止释放,若小球以离地 处由静止从A点滑下，要使小球能滑上乙轨道而不脱离轨道，CD段的长度应满足什么条件？

（学生思考，教师引导分析）

【练习2】如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，小环套在水平光滑细杆上，物块质量为M，到小环的距离为L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F.小环和物块以速度v向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子P后立刻停止，物块向上摆动.整个过程中，物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计，重力加速度为g.下列说法正确的是