高中物理 第五章 曲線運動 7 生活中的圓周運動優(yōu)質(zhì)課件 新人教版必修2

1、17生活中的圓周運動21能定性分析火車轉彎時外軌比內(nèi)軌高的原因，知道航天器中失重現(xiàn)象的本質(zhì)2會用牛頓第二定律分析圓周運動，能定量分析汽車過拱形橋最高點和凹形橋最低點的壓力問題3進一步領會力與物體的慣性對物體運動狀態(tài)變化所起的作用，知道離心現(xiàn)象及產(chǎn)生條件，了解離心運動的應用和防止教學目標3【重點】(1)理解向心力是一種效果力(2)在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結合牛頓運動定律求解有關問題【難點】(1)具體問題中向心力的來源(2)關于對臨界問題的討論和分析(3)對變速圓周運動的理解和處理重點難點4本節(jié)課在勻速圓周運動的基礎上，結合兩個實際例子進行分析，教學時要注意充分發(fā)揮教師的主導作用和學

2、生的主體作用，拓展知識的應用分析和解決有關圓周運動的問題，重要的是搞清楚向心力的來源，這是研究勻速圓周運動的關鍵，在具體問題的分析時，要注意：1要判斷圓心的位置和質(zhì)點做圓周運動的半徑2對向心力來源的分析，要明確分析和計算的依據(jù)仍是普遍的運動規(guī)律牛頓第二定律，只是這里的加速度是向心加速度. 教學建議5【導入一】師：生活中圓周運動的例子很多，你能列舉一些嗎？生： 師：生活中的圓周運動是多種多樣的，大家都知道圓周運動需要向心力，你能談談對向心力的認識嗎？生1：向心力總是指向圓心的；生2：向心力是按力的作用效果命名的力，并且是由其他力來提供的；新課導入6師：組織、鼓勵學生向老師提問有關圓周運動的問題生

3、：積極提問師：對學生的提問，教師首先要肯定其勇氣，并告訴學生他們所提的問題多數(shù)會在這堂課中得到解決，這堂課將深入分析圓周運動的幾個特例，解決圓周運動問題的關鍵是分析向心力的來源，應用的規(guī)律仍然是牛頓第二定律，與前面所學的知識大同小異新課導入7【導入二】賽車在經(jīng)過彎道時都會減速，如果不減速賽車就會出現(xiàn)側滑，從而引發(fā)事故大家思考一下我們?nèi)绾尾拍苁官愜囋趶澋郎喜粶p速通過？課件展示自行車賽中自行車在通過彎道時的情景根據(jù)展示可以看出自行車在通過彎道時都是向內(nèi)側傾斜，這樣的目的是什么？賽場有什么特點？今天我們就來研究一下在轉彎的過程當中如何來保證安全？ 新課導入8火車轉彎時，在彎道處使外軌略_內(nèi)軌，鐵軌對

4、火車的支持力FN的方向不再是豎直的，而是斜向彎道的_側在修筑鐵路時，要根據(jù)彎道的半徑和規(guī)定的行駛速度，適當選擇內(nèi)、外軌的高度差，使轉彎時所需的向心力幾乎完全由_和支持力FN的合力來提供，如圖571所示由F合Gtan mgtan 得v0 .由于火車軌道建成后，R、各量是確定的，所以火車轉彎時的車速應當是一個定值火車轉彎問題知識必備知識點一高于內(nèi)重力G圖5719汽車過拱形橋知識必備知識點二GFNGFnGFn小于越小0平拋運動10航天器中的失重現(xiàn)象知識必備知識點三地球半徑失重11做圓周運動的物體，由于_，總有沿著切線方向飛出去的傾向但它沒有飛出去，這是因為_在拉著它，使它與圓心的距離保持不變一旦向心

5、力_，物體就沿切線方向飛出去，而在合力不足以提供所需向心力時，物體雖不會沿切線方向飛出去，也會逐漸遠離圓心離心運動知識必備知識點四慣性向心力突然消失12想一想 鐵路和高速公路的轉彎處以及賽車場的環(huán)形車道的路面總是外側高、內(nèi)側低，這樣做的目的是什么？要點總結1當火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時，火車所需的向心力僅由_提供，此時內(nèi)、外軌對火車輪緣_擠壓作用學習互動火車、汽車拐彎問題分析考點一重力和彈力的合力無132當火車行駛速度v與規(guī)定速度v0不相等時，火車所需的向心力不再僅由重力和彈力的合力提供，此時內(nèi)、外軌對火車輪緣有擠壓作用，具體情況如下：(1)當火車行駛速度vv0時，_對輪緣有側壓力(2)

6、當火車行駛速度vv0時，_對輪緣有側壓力學習互動外軌內(nèi)軌14學習互動15學習互動答案 A16學習互動點評 對于火車拐彎問題要把握好以下兩點：(1)火車拐彎的動力學分析；(2)鐵軌與火車輪緣的結構，如圖所示17學習互動圓周運動中的超重和失重考點二想一想 汽車通過拱形橋最高點時，是處于超重狀態(tài)還是處于失重狀態(tài)？為什么？要點總結1汽車過橋中的超重與失重18學習互動19學習互動例2 質(zhì)量m2.0104 kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為60 m，如果橋面承受的壓力不得超過3.0105 N，則：(1)汽車允許的最大速率是多少？(2)若以(1)問所求速率行駛，汽車對橋面

7、的最小壓力是多少？(g取10 m/s2)20學習互動21學習互動例3 一輛載重汽車的質(zhì)量為4m，通過半徑為R的拱形橋，若橋頂能承受的最大壓力為F3mg(g為重力加速度)，為了安全行駛，試求汽車通過橋頂?shù)乃俣确秶?2學習互動點評 安全行駛應該是既不壓壞橋頂，又不飛離橋面，因此速度不能太小，否則會壓壞橋頂，速度也不能太大，否則會飛離橋面23想一想 洗衣機脫水筒里的衣服上的水為什么能脫離衣服呢？摩托車越野比賽時，經(jīng)常看到摩托車在轉彎處出現(xiàn)翻車現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的呢？要點總結1離心運動(1)定義：做圓周運動的物體，在所受合外力_或_的情況下，所做的逐漸遠離圓心的運動(2)本質(zhì)：做圓周運動的物體，

8、由于本身的_，總有沿著圓周切線方向飛出去的傾向學習互動對離心運動的理解和應用考點三突然消失不足以提供圓周運動所需向心力慣性24(3)受力特點：當Fm2r時，物體做勻速圓周運動；當F0時，物體沿切線方向飛出；當Fm2r時，物體將逐漸靠近圓心，做近心運動學習互動圖57225學習互動例4 關于離心運動，下列說法中正確的是()A物體一直不受外力作用時，可能做離心運動B在外界提供的向心力突然變大時，原來做勻速圓周運動的物體將做離心運動C只要向心力的數(shù)值發(fā)生變化，原來做勻速圓周運動的物體就將做離心運動D當外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時，原來做勻速圓周運動的物體將做離心運動答案 D解析 所謂離心運動是

9、指原來在做圓周運動的物體后來遠離圓心，所以選項A錯誤；離心運動發(fā)生的條件是：實際的合力小于做圓周運動所需要的向心力，所以選項B、C錯誤，D正確26學習互動點評 本題考查離心現(xiàn)象，解答本題的關鍵是理解離心運動的本質(zhì)27備用習題答案 C解析物體在最低點最可能出現(xiàn)相對滑動，對物體進行受力分析，應用牛頓第二定律，有mgcos mgsin m2r，解得1.0 rad/s，選項C正確28備用習題2(多選)如圖所示為賽車場的一個水平“U”形彎道，轉彎處為圓心在O點的半圓，內(nèi)、外半徑分別為r和2r.一輛質(zhì)量為m的賽車通過AB線經(jīng)彎道到達AB線，有如圖所示的、三條路線，其中路線是以O為圓心的半圓，OOr.賽車沿

10、圓弧路線行駛時，路面對輪胎的最大徑向靜摩擦力為Fmax.選擇路線，賽車以不打滑的最大速率通過彎道，則(所選路線內(nèi)賽車速率不變，發(fā)動機功率足夠大)()A選擇路線，賽車經(jīng)過的路程最短B選擇路線，賽車的速率最小C選擇路線，賽車所用時間最短D、三條路線的圓弧上，賽車的向心加速度大小相等29備用習題答案 ACD30備用習題3下列有關洗衣機脫水筒的脫水原理說法正確的是()A水滴受離心力作用，而沿背離圓心的方向甩出B水滴受到向心力，由于慣性沿切線方向甩出C水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出D水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力，于是沿切線方向甩出答案 D31自我檢測圖57332自我檢測答案 B33自我檢測2(圓周運動中的超重與失重)(多選)在下列各事例中，哪種情況將出現(xiàn)超重現(xiàn)象()A蕩秋千的小孩經(jīng)過最低點時B汽車過凸形橋最高點時C汽車過凹形橋最低點時D在繞地球做勻速圓周運動的飛船中的儀器答案 AC解析 超重現(xiàn)象就是物體對支持物的壓力大于物體所受到的重力選項B中汽車對橋面的壓力小于重力，處于失重狀態(tài)；在繞地球做勻速圓周運動的飛船中的儀器是處于完全失重狀態(tài)故選項B、D錯誤34自我檢測3(對離心運動的理解和應用)世界一級方程式錦標賽新加坡大獎賽賽道單圈長5.067公里，共有23個彎道如圖574所示，賽車