生活中的圆周运动导学案 .doc

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1、【学习目标】1、通过观察火车转弯视频能描述火车转弯处轨道的特点说出此时火车的受力情况，并能用牛顿第二定律分析同类水平面内的匀速圆周运动。2、通过确定向心力的来源及圆周运动公式能定量分析汽车过拱桥最高点与凹形桥最低点的压力问题，并能用牛顿第二定律分析同类竖直面内的变速圆周运动。3、通过对拱形桥最高点压力为零状态的分析能说出航天器中的失重现象的本质4、通过几个生活中的事例总结离心运动产生的条件，通过阅读课本说出离心运动的应用与防止【重、难点】1、熟练运用向心力公式及有关圆周运动的公式解决有关的问题。2、准确确定向心力的来源。【知识回忆】1、向心力的公式是什么？向心力是根据力的性质命名的还是根据力的

2、作用效果命名的？2、质点作匀速圆周运动的速度及合力的特点是什么？质点作变速圆周运动的速度及合力的特点是什么？【学习探究】一、水平面内匀速圆周运动火车转弯1、火车车轮的构造特点：火车的车轮有凸出的轮缘，且火车在轨道上运行时，有凸出轮缘的一边在两轨道内侧，这种构造特点，主要是有助于固定火车运动的轨迹.如下图2、如果转弯处内外轨一样高，火车转弯的向心力是由什么提供的？3、为了减轻轮缘与外轨的挤压，可在转弯处使 轨略高于轨，此时火车受力情况是怎样的？转弯时火车的运动看做匀速圆周运动，向心力由什么提供？圆心在哪？ 4、火车以半径r转弯，火车质量为m ，轨道宽为l，外轨比内轨高h，为了使铁轨不受轮缘的挤压

3、，火车的速度应为多大？5、对火车转弯时速度与向心力的讨论：a)当火车以规定速度v0转弯时，转弯时所需的向心力完全由来提供，这时轮缘与内外轨均无侧压力。b当火车转弯速度v大于规定速度v0时，重力与支持力的合力F需要的向心力，轨向 侧挤压轮缘，提供侧压力，与F共同充当向心力。c)当火车转弯速度v小于规定速度v0时，重力与支持力的合力F需要的向心力，_轨向 侧挤压轮缘，提供侧压力，与F共同充当向心力。二、竖直平面内圆周运动汽车过弧形桥1、汽车过拱形桥汽车在桥上运动经过最高点时请对汽车受力分析，找出向心力的来源，并求出汽车对桥的压力。设汽车质量为m，在最高点时的速度为v，桥面的圆弧半径为R经过计算知汽

4、车对桥的压力比其重力 ，超重还是失重？思考：1汽车的速度不断增大时，会发生什么现象？2当汽车经过最高点时的速度为多大时，汽车对桥面无压力？2、汽车过凹形桥汽车经过凹形桥最低点时，请对汽车受力分析，找出向心力的来源，并求出汽车对桥的压力。设汽车质量为m，在最低点时的速度为v，桥面的圆弧半径为R经过计算知汽车对桥的压力比其重力 ，超重还是失重？课本P28: 说一说 思考与讨论：三、航天器的失重现象 1、绕地球做匀速圆周运动的航天器的向心力是什么力？2、航天器里的物体处于什么状态？座舱对航天员的支持力FN为多少？假设圆周半径为R能否求出线速度？四、离心运动阅读课本28-29页做匀速圆周运动的物体，在

5、 的情况下，将远离圆心运动出去，这种运动叫离心运动。注意：离心运动的本质是的表现。做离心运动的物体不存在受到“离心力的作用。在水平面上转弯的汽车，向心力由什么力提供？汽车速度多大时汽车侧滑？【根底练习】1、在水平面上转弯的汽车，向心力是 A、重力与支持力的合力 B、静摩擦力C、阻力 D、重力、支持力与牵引力的合力 2、有一种大型游戏器械,它是一个圆筒形大容器,筒壁竖直,游客进入容器后靠筒壁站立,当圆筒开场转动,转速加快到一定程度时,突然地板塌落,游客发现自己没有落下去,这是因为 A、游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁B、游客处于失重状态C、游客受到的摩擦力等于重力D、游客随着转速的增大有沿壁向上

6、滑动的趋势3、汽车在拱型桥的顶点行驶时，( )A、汽车对桥面的压力大于汽车的重力B、汽车对桥面的压力小于汽车的重力C、汽车的速率一定，桥面的半径越大，汽车对桥面的压力越大D、桥面的半径一定，汽车的速率越大没有离开桥面，汽车对桥面的压力越大4、关于离心运动，以下说法中正确的选项是( )A、物体突然受到向心力的作用，将做离心运动B、做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时将做离心运动C、做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化，就将做离心运动D、做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或变小时将做离心运动5、在弯道上高速行驶的赛车，突然后轮脱离赛车，关于脱离了的后轮的运动情

7、况，以下说法正确的选项是( )A仍然沿着汽车行驶的弯道运动B沿着与弯道垂直的方向飞出C沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动，离开弯道D上述情况都有可能6、火车拐弯时，以下说法中正确的选项是 A、无论火车在拐弯时的速率多大，向心力都由支持力与重力的合力提供B、火车在拐弯时的速率大于规定速率时，火车外轮轮缘与外轨将产生挤压C、火车在拐弯时的速率小于规定速率时，火车内轮轮缘与内轨将产生挤压D、火车在拐弯时的速率等于规定速率时，向心力由支持力与重力的合力提供7、自行车连同骑车的人总质量m=80kg，车以v=7m/s的速度前进，假设车与地面间的最大静摩擦力为重力的0.5倍，求当车沿水平圆弧转弯时，圆弧半径

8、不得小于多少？g取10m/s28、当小汽车以10m/s的速度通过一座拱桥的最高点，拱桥半径50m，求此车里的一名质量为60kg的乘客对座椅的压力。9、一辆质量为104kg的小汽车驶上圆弧半径为20m的凹形桥，如果桥面承受的最大压力为105 N，求汽车允许的最大速率是多少？g取10m/s2【能力提高】10、如下图，一质量为的小球，用长的细线拴住在竖直面内作圆周运动，g=10m/s2求：1当小球在圆上最高点速度为4m/s时，细线的拉力是多大？2当小球在圆下最低点速度为4m/s时 细线的拉力是多大？g=10m/s211、一个圆盘边缘系一根细绳，绳的下端拴一个质量为m的小球，圆盘的半径为r，绳长为L，重力加速度为g，圆盘匀速转动时小球随着圆盘一起转动，并且绳与竖直方向成角，如下图。求圆盘的角速度是多大？12、重25kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离拴绳子的横梁 。如果秋千板摆动经过最低位置时的速度是3m/s，这时秋千板所受的压力是多大？13、如下图，质量为m的木块，用光滑细绳拴着，置于很大的水平转盘上，细绳穿过转盘中央的细管，与质量也为m的小球相连，木块的最大静摩擦力为其重力的m倍m，当转盘以角速度w=4弧度/秒匀速转动时，要保持木块与转盘相对静止，木块转动的轨道半径的范围是多少？第 6 页