生活中的圓周運(yùn)動導(dǎo)學(xué)案

1、G （寫出表達(dá)式）4.在轉(zhuǎn)彎處：（1）若列車行駛的速率等于規(guī)定速度，則兩側(cè)軌道都（2）若列車行駛的速率大于規(guī)定速度，則軌必受到車輪對它向（3）若列車行駛的速率小于規(guī)定速度，則軌必受到車輪對它向【合作探究】探究1、火車以某一速度是（ ）2A. 軌道半徑R=v /gB. 若火車速度大于 v時，C. 若火車速度小于 v時，車輪對它的側(cè)向壓力 的壓力（填“內(nèi)”或“外”）. 的壓力（填“內(nèi)”或“外”）.v通過某彎道時，內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用，下面分析正確的外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向外 外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向內(nèi)5.8生活中的圓周運(yùn)動導(dǎo)學(xué)案編寫人：李金成王國輝課題：生

2、活中的圓周運(yùn)動【目標(biāo)解讀】它就是圓周運(yùn)1、知道如果一個力或幾個力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度， 動的物體所受的向心力.會在具體問題中分析向心力的來源.2、能理解運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實(shí)例。3、 知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動，會求變速圓周運(yùn)動中物 體在特殊點(diǎn)的向心力和向心加速度.通過對離心現(xiàn)象的實(shí)例分析，提高學(xué)生綜合應(yīng)用知 識解決問題的能力。4、通過對幾個實(shí)例的分析，明確具體問題必須具體分析，理解物理與生活的聯(lián)系，學(xué)會用合理、科學(xué)的方法處理問題。復(fù)習(xí)：勻速圓周運(yùn)動中，誰提供向心力？變速圓周運(yùn)動中，誰提供向心力？怎樣找向心力？【自主學(xué)習(xí)】 預(yù)習(xí)

3、過程中，思考以下問題：一、火車轉(zhuǎn)彎問題首先觀察火車輪緣和鐵軌的外形1. 火車轉(zhuǎn)彎時的運(yùn)動特點(diǎn)：火車轉(zhuǎn)彎時做的是 運(yùn)動，因而具有向心加速度，需要。若內(nèi)外軌等高，誰提供向心力？有何弊?。咳绾谓鉀Q？實(shí)際中火車轉(zhuǎn)彎時誰提 供向心力？對車速有何要求？2為了消除火車車輪對路軌的側(cè)向壓力，鐵路彎道處內(nèi)、外軌不在同一水平面上， 即高、低。其高度差是根據(jù)轉(zhuǎn)彎處軌道的半徑和規(guī)定的行駛速度而設(shè)計的。3計算規(guī)定速度：設(shè)火車質(zhì)量m、軌道平面傾角0、軌道轉(zhuǎn)彎處半徑 規(guī)定的車速v， 則應(yīng)有D. 當(dāng)火車質(zhì)量改變時，安全速率也將改變 探究2:汽車與路面的動摩擦因數(shù)為 卩，公路某轉(zhuǎn)彎處半徑為 R （設(shè)最大靜 摩擦力等于滑動摩擦力

4、），問：mgF合kh1（1）若路面水平，汽車轉(zhuǎn)彎不發(fā)生側(cè)滑，汽車速度不能超過多少？a，如圖(2) 若將公路轉(zhuǎn)彎處路面設(shè)計成外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低，使路面與水平面有一傾角 所示，汽車以多大速度轉(zhuǎn)彎時，可以使車與路面間無摩擦力？解析：在路面水平的情況下，汽車轉(zhuǎn)彎所需的向心力是由汽車和路面之間的靜摩擦力來提供的，當(dāng)公路轉(zhuǎn)彎處是外高內(nèi)低的斜面時，重力和斜面的支持力將在水平方向上提供一個合力，加上和路面的靜摩擦力來提供向心力，此時，在同樣的情況下，所需的靜摩擦力就 減小。二、拱形橋1. 汽車在凸形橋的最高點(diǎn)時， 誰提供向心力？請寫出對應(yīng)的表達(dá)式：o(設(shè)橋的半徑是r,汽車的質(zhì)量是 m,車速為V,支持力為Fn) 支

5、持力Fn重力G V越大，則壓力 ，當(dāng)v=時，壓力=0o2. 汽車在凹形橋的最低點(diǎn)時， 誰提供向心力？請寫出對應(yīng)的表達(dá)式：o(設(shè)橋的半徑是r,汽車的質(zhì)量是 m,車速為V,支持力為Fn) 支持力Fn重力G V越大，則壓力【合作探究】探究3、有一輛質(zhì)量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為 50m的拱橋。(g 取 10m/s2)(1 )汽車到達(dá)橋頂時速度為 5m/s，汽車對橋的壓力是多大？(2 )汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時便恰好對橋沒有壓力而騰空？(3) 汽車對地面的壓力過小是不安全的.因此從這個角度講，汽車過橋時的速度不能過大。 對于同樣的車速，拱橋圓弧的半徑大些比較安全，還是小些比較安全？(4) 如果

6、拱橋的半徑增大到與地球半徑R樣，汽車要在地面上騰空，速度要多大？(已 知地球半徑為6400km)三、航天器中的失重現(xiàn)象復(fù)習(xí)：超重的條件是什么？失重的條件是什么？完全失重的條件又是什么?1.近地做勻速圓周運(yùn)動的航天器中，物體的向心力由誰提供？請寫出對應(yīng)的表達(dá)式： o狀態(tài)。的環(huán)境。(1) v=時，航天員(或物體)對航天器無壓力，航天員處于(2) 任何關(guān)閉了發(fā)動機(jī)又不受 的飛行器，都是一個 的。2把航天器失重的原因說成是它離地球太遠(yuǎn)，從而擺脫了地球引力，是【合作探究】探究4、飛行員的質(zhì)量為 m,駕駛飛機(jī)在豎直平面內(nèi)以速度v做勻速圓周運(yùn)動，在其運(yùn)動圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，飛行員對座椅產(chǎn)生的壓力是()2B

7、.相等D.最高點(diǎn)的壓力大些A.在最低點(diǎn)比在最高點(diǎn)大 2mv /RC.在最低點(diǎn)比在最高點(diǎn)大 2mg四、離心運(yùn)動;如果合外(1)定義：做圓周運(yùn)動的物體，在合外力突然消失時，將會 力未消失，但合力不足以提供它做圓周運(yùn)動所需的向心力時， 將會做逐漸圓心的運(yùn)動，這種運(yùn)動叫離心運(yùn)動(2 )向心運(yùn)動：做圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)其所受的沿徑向的合 外力于物體所需的向心力時，物體會逐漸 圓心.(3 )離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)。(4) 離心運(yùn)動的應(yīng)用例子有：洗衣機(jī)的脫水筒和利用離心現(xiàn) 象制作棉花糖等等。【問題思考】結(jié)合生活實(shí)際，舉出物體做離心運(yùn)動的例子。 在這些例子中，離心運(yùn)動是有益的還是有害的？ 你能說出這些例

8、子中離心運(yùn)動是怎樣發(fā)生的嗎？【基礎(chǔ)訓(xùn)練】1、如圖6. 87所示，汽車以一定的速度經(jīng)過一個圓弧形橋面的頂點(diǎn)時，關(guān)于汽車的受力及汽車對橋面的壓力情況，以下說法正確的是()A. 在豎直方向汽車受到三個力：重力、橋面的支持力和向心力B. 在豎直方向汽車只受兩個力：重力和橋面的支持力C. 汽車對橋面的壓力小于汽車的重力0 6. e - 7D 汽車對橋面的壓力大于汽車的重力2、在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時，司機(jī)左側(cè)路面比右側(cè)的要高一些， 路面與水平面間的夾角為 0,設(shè)拐彎路段是半徑為 R的圓 弧，要使車速為v時車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零，0應(yīng)滿足什么條件

9、？3、汽車的速度是 72km/h，過凸橋最高點(diǎn)時，對橋的壓力是車重的一半，則橋面的半徑為m,當(dāng)車速為 m/s時，車對橋面最高點(diǎn)的壓力恰好為零.(g取10m/s2)4、 一細(xì)繩拴一質(zhì)量 m= 100 g的小球，在豎直平面內(nèi)做半徑 R=40 cm的圓周運(yùn)動，取g= 10 m/s2,求：(1)小球恰能通過圓周最高點(diǎn)時的速度；小球以vi=3. 0 m/s的速度通過圓周最低點(diǎn)時，繩對小球的拉力；(3) 小球以V2= 5. 0m/s的速度通過圓周最低點(diǎn)時，繩對小球的拉力.5、 質(zhì)量為m=0.02 kg的小球，與長為1 = 0.4 m的不計質(zhì)量的細(xì)桿一端連接，以桿的另一端 為軸，在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動，當(dāng)小球

10、運(yùn)動到最高點(diǎn)， 速度分別為vi=0, v2=l m /s, v3= 2 m/s, V4=4 m/ s時，桿分別對小球施加什么方向的力？大小如何？鞏固練習(xí)：1、（ A級）一質(zhì)量為 m的小物塊沿半徑為 R的圓弧軌道下滑，滑到最低點(diǎn)時的速度為V,若小物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為 卩，則當(dāng)小物塊滑到最低點(diǎn)時所受到的摩擦力為（）2 2 2A. mgB.mv /RC.卩 m（g+ v /R）D.卩 m（g- v /R）2 （A級）、細(xì)桿的一端與小球相連，可繞過另一端的水平軸自由轉(zhuǎn)動，先給小球一初速度，,則桿對小球的作使它在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)用力可能是：（）處為推力處

11、為拉力O點(diǎn)的水平軸自A. a處為拉力 b處為拉力 B. a 處為拉力 b C. a處為推力b處為拉力 D . a處為推力b3 （C級）、如圖所示，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過由轉(zhuǎn)動，細(xì)桿長 0.5 m,小球質(zhì)量為3.0 kg.。現(xiàn)給小球一初速度，使它做 圓周運(yùn)動，若小球通過軌道最低點(diǎn)a處的速度為va= 4 m/s，通過軌道最大小為126 N大小為126 N大小為6 N大小為6 N)高點(diǎn)b處的速度為vb= 2 m/s,取g= 10 m/s2,則小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時 對細(xì)桿作用力的情況是（A. a處是拉力，豎直向上，B. a處是拉力，豎直向下，C. b處是拉力，豎直向上，D. b處是拉力，豎直向下，4 （ B級）、如右下圖所示的圓錐擺運(yùn)動，以下說法正確的是（）A. 在繩長固定時，當(dāng)轉(zhuǎn)動角速度增為原來的2倍時，繩