《生活中的圓周運動》導(dǎo)學(xué)案

1、學(xué)習必備歡迎下載g f合f5.8生活中的圓周運動導(dǎo)學(xué)案【目標解讀 】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，它就是圓周運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。3、 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通過對離心現(xiàn)象的實例分析，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：勻速圓周運動中，誰提供向心力？變速圓周運動中，誰提供向心力？

2、怎樣找向心力？【自主學(xué)習】預(yù)習過程中，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)彎時的運動特點：火車轉(zhuǎn)彎時做的是_運動，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、軌道轉(zhuǎn)彎處半徑r、規(guī)定的車速v，則應(yīng)有（寫出表達式）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)軌道都車輪對它的側(cè)向壓力(2)若列

3、車行駛的速率大于規(guī)定速度，則 _軌必受到車輪對它向_的壓力（填 “內(nèi)”或 “外” ） . (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_的壓力（填 “內(nèi)”或 “外” ） .【合作探究 】探究 1、火車以某一速度v 通過某彎道時，內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用，下面分析正確的是（）a.軌道半徑r=v2/g b.若火車速度大于v 時，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向外c.若火車速度小于v 時，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向內(nèi)d.當火車質(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，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），問：（1）若路

4、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？（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f合mgfn學(xué)習必備歡迎下載一傾角，如圖所示，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時，誰提供向心力？請寫出對應(yīng)的表達式：。（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

5、gv 越大，則壓力_，當 v=_時，壓力 =0。2 汽車在凹形橋的最低點時，誰提供向心力？請寫出對應(yīng)的表達式：。（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 gv 越大，則壓力_?！竞献魈骄?】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）如果拱橋的半徑

6、增大到與地球半徑一樣，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：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)的表達式：。（1）v= 時，航天員（或物體）對航天器無壓力，航天員處于_狀態(tài)。（2）任何關(guān)閉了發(fā)動機又不受_的飛行器，都是一個_的環(huán)境。2把航天器失重的原因說成是它離地球太遠，從而擺脫了地球引力，是的。學(xué)習必備歡迎下載【合作探究 】探究 4、飛行員的質(zhì)量為m，駕駛飛機在豎直平面內(nèi)以速度v 做勻速圓周運動，在其運動圓周的最高點和最低點，飛行員對座椅產(chǎn)生的壓力是（）

7、a.在最低點比在最高點大2mv2/r b.相等c.在最低點比在最高點大2mg d.最高點的壓力大些四、離心運動(1）定義：做圓周運動的物體，在合外力突然消失時，將會；如果合外力未消失，但合力不足以提供它做圓周運動所需的向心力時，將會做逐漸 _圓心的運動，這種運動叫離心運動. （2）向心運動：做圓周運動的物體，當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）離心運動的應(yīng)用例子有：洗衣機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)合生活實際， 舉出物體做離心運動的例子。在這些例子中， 離心運動是有益的還是有害的？你能說出

8、這些例子中離心運動是怎樣發(fā)生的嗎？【基礎(chǔ)訓(xùn)練 】1、如圖 687 所示，汽車以一定的速度經(jīng)過一個圓弧形橋面的頂點時，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d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，即當車向右拐彎時，司機左側(cè)路面比右側(cè)的要高一些，路面與水平面間的夾角為 ，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（即垂直于前進方向）摩擦力等于零，應(yīng)滿足什么條件？3、汽車的速度是72

9、km/h，過凸橋最高點時，對橋的壓力是車重的一半，則橋面的半徑為_m，當車速為 _m/s 時，車對橋面最高點的壓力恰好為零.(g取 10m/s2) 4、一細繩拴一質(zhì)量m100 g 的小球， 在豎直平面內(nèi)做半徑r=40 cm 的圓周運動， 取 g 10 ms2，求： (1)小球恰能通過圓周最高點時的速度；(2)小球以 v1=30 ms 的速度通過圓周最低點時，繩對小球的拉力；(3)小球以 v250ms 的速度通過圓周最低點時，繩對小球的拉力5、質(zhì)量為m=0.02 kg 的小球，與長為l0.4 m 的不計質(zhì)量的細桿一端連接，以桿的另一端為軸，在豎直面內(nèi)做圓周運動，當小球運動到最高點，速度分別為v1

10、=0，v2=l m s，v32 ms，v4=4 m s時，桿分別對小球施加什么方向的力?大小如何 ? 學(xué)習必備歡迎下載鞏固練習：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，滑到最低點時的速度為v，若小物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為，則當小物塊滑到最低點時所受到的摩擦力為（）a. mg b.mv2/r c.m(g+ v2/r) d.m(g- v2/r) 2（a 級） 、細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，使它在豎直平面內(nèi)做圓周運動。a、b 分別表示小球軌道的最低點和最高點, 則桿對小球的作用力可能是： （）aa 處為拉力 b處為拉力 b. a

11、處為拉力 b處為推力c. a 處為推力 b處為拉力 da 處為推力 b處為拉力3（c 級） 、如圖所示， 細桿的一端與一小球相連，可繞過 o 點的水平軸自由轉(zhuǎn)動，細桿長0.5 m，小球質(zhì)量為3.0 kg.?，F(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運動，若小球通過軌道最低點a 處的速度為va4 m/s，通過軌道最高點 b 處的速度為vb2 m/s，取 g10 m/s2，則小球在最低點和最高點時對細桿作用力的情況是（）a.a 處是拉力，豎直向上，大小為126 n b.a 處是拉力，豎直向下，大小為126 n c.b 處是拉力，豎直向上，大小為6 n d.b 處是拉力，豎直向下，大小為6 n 4（b 級） 、如右下圖所示的圓錐擺運動，以下說法正確的是（）a.在繩長固定時，當轉(zhuǎn)動角速度增為原來的2 倍時，繩子的張力增大為原來的4