生活中的圓周運動教學案

1、生活中的圓周運動教學案新授課第五單元第八節(jié) 生活中的圓周運動撰稿人 審稿人 日期：【學習目標】（1）知道向心力是使物體產(chǎn)生向心加速度的原因（2）會在具體問題中分析向心力的來源，并能初步應用公式計算（3）能理解運用勻速圓周運動的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實例（4）知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運動，會求變速圓周運動中物體在特殊點的向心力和向心加速度【學習重點】會在具體問題中分析向心力的來源，并結(jié)合牛頓運動定律求解有關(guān)問題【學習難點】 1具體問題中向心力的來源 2對變速圓周運動的理解和處理【學習過程】一、溫故知新1：做勻速圓周運動的物體有什么特點？2：做勻速圓周運動的物體的向心

2、力就是物體受到的合外力，那么什么樣的力可以提供或充當向心力呢？3：向心力是一種實際存在的力嗎？在受力分析中如何處理向心力？在實際問題中又如何確定向心力的大小呢？二、課堂自主導學（一）、火車轉(zhuǎn)彎問題水平面內(nèi)的圓周運動問題探究：觀察以上圖形，思考下列問題。1火車在平直軌道上勻速運動時受什么力？如果火車在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎時情況又有何不同呢？2火車轉(zhuǎn)彎做的是一段圓周運動，需要有力來提供火車做圓周運動的向心力，而平直路前行不需要那么火車轉(zhuǎn)彎時是如何獲得向心力的?高速行駛的火車的輪緣與鐵軌擠壓的后果會怎樣?3. 如何解決這一實際問題?課堂點撥與交流：想一想：（1）如果在彎道處外軌高于內(nèi)軌，火車過彎道時是否在作

3、圓周運動？圓心在何處？（針對向心力的來源設計）合合（2）當側(cè)向壓力為零時，火車通過該彎道時豎直面上的受力情況如何？向心力由什么力提供的？重力G和支持力FN的合力方向應該沿軌道斜面向下還是沿水平方向？做一做 當側(cè)向壓力為零時的速度v0應該是多少？已知彎道半徑為R，軌道平面傾斜角度為 。討論：如果火車實際行駛的速度大于此速度時，火車將擠壓哪一側(cè)軌道？如果小于此速度呢？學以致用：為了適應全國鐵路第六次大面積提速的需要，要對既有線路進行改造，其中一項重要的內(nèi)容就是對彎道的改造。根據(jù)公式 v0 ，你認為鐵路彎道的提速改造可能從哪些方面進行？（二）拱形橋豎直平面內(nèi)的圓周運動1、想一想：如果汽車在水平路面上

4、向前行駛，對路面的壓力大小如何？如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過拱形橋的最高點的時候，路面受到的壓力大小還等于重力嗎？2、做一做：質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v通過拱形橋的最高點的時候，汽車對路面的壓力大小是多少？已知橋面的圓弧半徑為R。【點撥】針對向心力的來源設計問題，為什么？運用牛頓第二定律列方程，體現(xiàn)牛頓第三定律的運用。結(jié)論：汽車對拱形橋面的壓力FN_ mg (填,=)3、討論：試分析如果汽車的速度不斷增大，壓力大小會如何變化？當壓力為零時，速度多大？RNv4變式訓練：質(zhì)量為m的汽車以速度v通過半徑為R的凹型橋。它經(jīng)橋的最低點時對橋的壓力為多大？比汽車的重量大還是??？速度越大壓力越

5、大還是越?。浚ㄈ?、航天器中的失重現(xiàn)象：讀一讀（1）閱讀教材航天器中的失重現(xiàn)象； （2）閱讀教材理解航天器失重現(xiàn)象的本質(zhì)；（四）、離心運動；1、觀察思考：快速旋轉(zhuǎn)帶有水滴的小雨傘，觀察現(xiàn)象：水滴遠離圓心。想一想水滴遠離圓心的原因是什么？2、離心運動：提供的向心力突然消失，沿切線方向飛出；在合力不足以提供所需的向心力時，逐漸遠離圓心；體會慣性在其中的作用。3、列舉離心運動的應用：4、列舉要防止離心運動帶來危害；【知識運用導練】（一）課堂練習：1下列關(guān)于向心力的說法中，正確的是（ ）A做勻速圓周運動的質(zhì)點會產(chǎn)生一個向心力B做勻速圓周運動的質(zhì)點所受各力中包括一個向心力C做勻速圓周運動的質(zhì)點所受各力的

6、合力是向心力D做勻速圓周運動的質(zhì)點所受的向心力是恒定不變的2下列關(guān)于向心加速度的說法中，正確的是（ ）A向心加速度的方向始終與速度的方向垂直B向心加速度的方向保持不變C在勻速圓周運動中，向心加速度是恒定的D在勻速圓周運動中，向心加速度的大小不斷變化3小球m用細線通過光滑水平板上的光滑小孔與砝碼M相連，且正在做勻速圓周運動。如果適當減少砝碼個數(shù)，讓小球再做勻速圓周運動，則小球有關(guān)物理量的變化情況是（ ）A向心力變小 B圓周半徑變小 C角速度變小 D線速度變小AB4如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動的水平盤上，沿半徑方向放著用細線相連的質(zhì)量相等的兩物體A和B，它們與盤間的摩擦因數(shù)相同，當圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛好

7、沒有發(fā)生滑動時，燒斷細線，則兩物體的運動情況將是（ ） A兩物體均沿切線方向滑動B兩物體均沿半徑方向滑動，遠離圓心C兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運動，不會滑動D物體A仍隨圓盤做勻速圓周運動，物體B沿曲線運動，遠離圓心5半徑為R的光滑半圓球固定在水平面上，如圖所示頂部有一小物體甲，今給它一個水平初速度v0=，物體甲將（ ）A沿球面下滑至M點B先沿球面下滑至某點N，然后便離開球面做斜下拋運動C按半徑大于R的新的圓弧軌道做圓周運動D立即離開半圓球做平拋運動6用長為l的細線拴一個小球使其繞細線的一端在豎直平面內(nèi)做圓周運動，當球通過圓周的最高點時，細線受到的拉力等于球重的2倍，已知重力加速度為g，則球此

8、時的速度大小為_，角速度大小為_加速度大小為_7.長度為05m的輕質(zhì)細桿OA，A端有一質(zhì)量為 3kg 的木球，以O點為圓心，在豎直面內(nèi)作圓周運動，如圖所示，小球通過最高點的速度為 2m/s，取g = 10 m/s2，則此時球?qū)p桿的力大小是，方向向。8汽車沿半徑為R的圓形跑道勻速率行駛，設跑道的路面是水平的，使汽車做勻速圓周運動的向心力是路面對汽車的提供的，若此力的最大值是車重的0.1倍，跑道半徑R=100 m，g=10 ms2，則汽車速率的最大值不能超過_kmh9汽車以20m/s的速度通過一座拱橋的最高點，拱橋半徑50m，求此車里的一名質(zhì)量為60kg的乘客對座椅的壓力。10質(zhì)量為m的小球在豎

9、直平面內(nèi)的圓形軌道的內(nèi)側(cè)運動，軌道半徑為R，求小球經(jīng)過最高點而不脫離軌道的最小速度。當小球以此速度經(jīng)過最高點后，繼續(xù)運動至最低點時對軌道壓力的大小是多少？11如圖6所示，一質(zhì)量為0.5kg的小球，用0.4m長的細線拴住在豎直面內(nèi)作圓周運動，當小球在最高點速度為4m/s時，細線的拉力是多少？此后小球運動到最低點時速度為多大，細線的拉力又是多少？若在最低點時細線剛好斷掉，此后小球作何種運動？落地時距O點的水平距離是多少？（已知O點離地高為22m）能力提升：1如圖所示，細繩一端系著質(zhì)量m=01 kg的小物塊A，置于光滑水平臺面上;另一端通過光滑小孔O與質(zhì)量M=05 kg的物體B相連，B靜止于水平地面上當A以O為圓心做半徑r =02m的勻速圓周運動時，地面對B的支持力FN=30N，求物塊A的速度和角速度的大小(g=10m/s2)2一根輕繩，兩端分別固定在豎直棒上相距為L的A、B兩點，一個質(zhì)量為m的光滑小圓環(huán)套在繩子上，當豎直棒以一定的角速度轉(zhuǎn)動時，圓環(huán)以A為圓心在水平面上做勻速圓周運動，這時輕繩上端與豎直棒成45夾角，如圖所示，求豎直棒轉(zhuǎn)動的角速度3在半徑為02m的水平轉(zhuǎn)臺的邊緣處放一個05kg的物體A，在離轉(zhuǎn)軸01m處，立一根直桿，