生活中的圆周运动学案 人教课标版(精品教案)(7页).doc

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1、-生活中的圆周运动学案 人教课标版(精品教案)-第 6 页学案生活中的圆周运动向心力总是指向圆心，而线速度沿圆的方向，故向心力总是与线速度，所以向心力的作用效果只是改变线速度的而不改变线速度的物体做圆周运动时，实际上是满足了供需平衡即提供的向心力等于向心加速度的公式：向心力的公式：.一、铁路的弯道问题情境在平直轨道上匀速行驶的火车，所受的合力为零，而火车转弯时实际在做圆周运动是什么力作为向心力呢？火车转弯时有一个规定的行驶速度，按此速度行驶最安全，那么，规定火车以多大速度行驶呢？要点提炼火车转弯时需要的向心力是由提供的火车转弯规定的行驶速度为.()当时，向，即转弯时所需向心力等于支持力和重力的

2、合力，这时内、外轨，这就是设计的限速状态()当时，向，即所需向心力大于支持力和重力的合力，这时对车轮有侧压力，以弥补向心力的不足()当时，向，即所需向心力小于支持力和重力的合力，这时对车轮有侧压力，以抵消向心力过大的部分问题延伸在修筑铁路的时候，铁路弯道的半径是根据地形条件决定的，在弯道半径一定的情况下，必须改变内外轨的高度差，请由上面的公式推导高度差的表达式并说明影响的因素？即学即用铁路转弯处的圆弧半径是300m，轨距是435mm，规定火车通过该弯道时的速度是72km/h，求内外轨的高度差该是多大，才能使铁轨不受轮缘的挤压二、拱形桥问题情境质量为的汽车在拱形桥上以速度行驶，若桥面的圆弧半径为

3、，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高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当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？请同学们自己分析要点提炼汽车过拱形桥顶点时，由重力和支持力的合力提供向心力，对桥墩的压力小于重力，这便是桥一般建成拱桥的原因当，即汽车对拱形桥的压力时，向心力完全由重力提供，这时(即在竖直平面内做圆周运动的最大临界速度)，恰能使汽车安全过桥当时，由和提供向心力；当时，即时，物体受向的拉力或压力()时，物体(填能或不能)达到最高点即绳类的临界速度为临.轻杆模型如图所示，在细轻杆上固定的小球或在管形轨道内运动的小

4、球，由于杆和管能对小球产生向上的支持力，所以小球能在竖直平面内做圆周运动的条件是，小球的受力情况为：图()时，小球受向上的支持力.()时，小球受向上的支持力时，小球受向下的拉力或压力，并且随速度的增大而即杆类的临界速度为临.轨道问题()内轨：类似于绳拉物体才能过最高点时，因不能过最高点而脱离轨道()外轨：物体能通过最高点的条件是.当时，在到达最高点以前就飞离轨道当时，在最高点做平抛运动而离开轨道，若地面通过圆心，则落地点.例用一根细绳系着盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直面内做圆周运动杯内水的质量0.5kg，绳长60cm，求：()在最高点水不流出的最小速率；()水在最高点速率3m时，水对杯底的

5、压力大小例长0.5m的轻杆，其一端连接着一个零件，的质量2kg.现让在竖直平面内绕点做匀速圆周运动，如图所示在通过最高点时，求下列两种情况下对杆的作用力：图()的速率为1m；()的速率为4m.(取10m)四、航天器中的失重现象问题情境假设宇宙飞船质量为，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，航天员质量为，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航天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？五、离心运动问题情境例长0.5m的轻杆，其一端连接着一个零件，的质量2kg.现让在竖直平面内绕点做匀速圆周运动，如图所示在通过最高点时，求

6、下列两种情况下对杆的作用力：如图所示，小球在做圆周运动时，细绳突然断了，小球会出现什么情况呢？洗衣机脱水筒里的衣服上的水为什么能脱离衣服而“飞走”呢？摩托车越野比赛时，经常看到摩托车在转弯处出现翻车现象，这种现象是怎样产生的呢？图要点提炼离心运动：做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者的情况下，就做远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动讨论()当时，物体做匀速圆周运动当时，物体将做离圆心越来越近的曲线运动，称为近心运动()离心运动的原因是合力突然消失或不足以提供向心力，而不是物体又受到了什么“离心力”离心运动的应用和防止()应用：离心干燥器；洗衣机脱水筒；离心制管技术()防止：汽车在公路转弯

7、处必须限速行驶；转动的砂轮、飞轮的转速不能太高即学即用下列关于匀速圆周运动的说法正确的是()因为向心加速度大小不变，故是匀变速运动由于向心加速度的方向变化，故是变加速运动用线系着的物体在光滑水平面上做匀速圆周运动，线断后，物体受到“离心力”作用而做背离圆心的运动向心力和离心力一定是一对作用力和反作用力绳子的一端拴一小球，以另一端为圆心，使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，绳子对球的拉力迫使小球不断改变方向；绳断后，小球由于将做运动，离开桌面后将做运动学案生活中的圆周运动答案课前准备区切线垂直方向大小.所需要的向心力课堂活动区核心知识探究一、问题情境火车的车轮上有凸出的轮缘，实际上转弯处的外

8、轨比内轨高，使铁轨对火车的支持力不再是竖直向上，而是斜向上，偏向火车转弯的内侧，支持力和重力的合力可以提供向心力，可以减轻轮缘与外轨的挤压最佳情况是向心力恰好由重力和支持力的合力提供，内、外轨均不受侧向挤压力设车轨间距为，两轨高度差为，规定速度为，转弯半径为，为路基与水平面的夹角，如图所示，由牛顿第二定律得，又 ；很小时， ，故，在此速度时，内、外轨均不受侧向挤压力要点提炼支持力和重力的合力()均无侧压力()外轨()内轨问题延伸，即弯道处内外轨高度差应该如何选择，不仅与半径有关，并且取决于火车在弯道上的行驶速度.即学即用0.195m解析若火车在转弯时不与轨道挤压，火车所受的重力和轨道对火车的支

9、持力的合力提供向心力，火车转弯平面是水平面火车的受力如图所示，作平行四边形，根据牛顿第二定律有由于很小，可以近似认为所以内外轨高度差0.136m0.195m二、问题情境在最高点，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可见，汽车对桥的压力小于汽车的重力，并且，压力随汽车速度的增大而减小汽车在凹形桥的最低点时对桥的压力大小为.比汽车的重力大要点提炼恰好为零重力支持力大于即学即用()10m() 解析()汽车在凹形桥底部时存在最大允许速度，由牛顿第二定律得：代入数据解得10m()汽车在凸形桥顶部时对桥面有最小压力，由牛顿第二定

10、律得：代入数据解得.由牛顿第三定律知压力等于.三、()零()下()不能.在最高点的速度大于或等于零()()()增大例()2.42m() 解析()在最高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：，则所求最小速率：2.42m.()当水在最高点的速率大于时，只靠重力提供向心力已不足，此时杯底对水有一竖直向下的压力，设为，由牛顿第二定律有：即由牛顿第三定律知，水对杯底的作用力，方向竖直向上例() ，方向竖直向下() ，方向竖直向上解析以为研究对象，设其受到杆的作用力为，取竖直向下为正方向，则有.()代入数据1m，可得( )() 即受到杆的支持力为 根据牛顿第三定律可得对杆的作用力为压

11、力.()代入数据4m，可得()() ，即受到杆的拉力为 根据牛顿第三定律可得对杆的作用力为拉力.四、问题情境航天员受地球的引力和飞船座舱对他的支持力，合力提供他绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，即，()，当时座舱对航天员的支持力，航天员处于失重状态五、问题情境细绳突然断了，小球做圆周运动的向心力突然消失，小球在水平方向上不受任何力，速度沿原圆周运动在该点的切线方向，故小球将沿切线方向飞出，离圆心越来越远当衣服放入脱水筒时，随筒一起做圆周运动，筒壁对衣服的作用力提供向心力，而衣服中所含的水所需要的向心力是由水与衣服之间的作用力提供筒的转速很高，衣服对水的作用力不足以提供水需要的向心力时，水就做远

12、离圆心的运动而离开衣服摩托车在转弯处的速度过大，半径过小，由向心力公式可知所需向心力很大，这时摩托车受到地面的摩擦力达最大时都不足以提供向心力，所以摩托车要做远离圆心的运动，向外翻滚要点提炼不足以提供圆周运动所需的向心力即学即用.运动(速度)惯性离心平抛行路人，用足音代替叹息吧！志士不饮盗泉之水，廉者不受嗟来之食你的作业进步很大，继续加油！你会更出色！ 位卑未敢忘忧国，事定犹须待阖棺。 希望你一生平安，幸福，像燕雀般起步，像大雁般云游，早日像鹰一样翱翔,千里之行，始于足下。学习就是如此痛快，它能放松人的心灵，但必须是在热爱的基础上。瞧！学习就能带来如此奇妙的享受！ 学习总是在一点一滴中积累而成的，就像砌砖，总要结结实实。踏踏实实的学吧！加油！成功属于努力的人！聪明出于勤奋，天才在于积累。 人天天都学到一点东西，而往往所学到的是发现昨日学到的是错的。 生活中处处都有语文，更不缺少语文，而是缺少我们发现语文的眼睛，善于发问的心。让我们在生活中，去寻找更有趣、更广阔、更丰富.