高一物理必修二二單元教案：生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

9/9高一物理必修二二單元教案：生活中的圓周運(yùn)動(dòng)【】感謝您對(duì)查字典物理網(wǎng)高一物理教案欄目的關(guān)注,小編特意在此發(fā)布了此文高一物理必修二二單元教案：生活中的圓周運(yùn)動(dòng)在2019年查字典物理網(wǎng)也會(huì)更多的為您發(fā)布更好的文章,感謝您對(duì)查字典物理網(wǎng)的支持與關(guān)注,希望此文能給您帶來(lái)幫助。本文題目：高一物理必修二二單元教案：生活中的圓周運(yùn)動(dòng)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)案(人教版必修2)1.火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)實(shí)際是在做圓周運(yùn)動(dòng),因而具有____________,需要__________.如果轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)外軌一樣高,那么由____________________提供向心力,這樣,鐵軌和車(chē)輪易受損.如果轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌,火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)鐵軌對(duì)火車(chē)的支持力不再是豎直向上的,而是________________,它與重力的合力指向________,為火車(chē)提供了一局部向心力,減輕了輪緣與外軌的擠壓.適當(dāng)設(shè)計(jì)內(nèi)外軌的高度差,使火車(chē)以規(guī)定的速度行駛時(shí),轉(zhuǎn)彎需要的向心力幾乎完全由________________________提供.2.當(dāng)汽車(chē)以相同的速率分別行駛在凸形橋的最高點(diǎn)和凹形橋的最低點(diǎn)時(shí),汽車(chē)對(duì)橋的壓力的區(qū)別如下表所示.內(nèi)容工程凸形橋凹形橋受力分析圖以a方向?yàn)檎较?根據(jù)牛頓第二定律列方程mg-FN1=mv2rFN1=mg-mv2rFN2-mg=mv2rFN2=mg+mv2r牛頓第三定律FN1=FN1=mg-mv2rFN2=FN2=mg+mv2r討論v增大,FN1減小;當(dāng)v增大到gr時(shí),FN1=0v增大,FN2增大,只要v0,FN1由列表比擬可知,汽車(chē)在凹形橋上行駛對(duì)橋面及輪胎損害大,但在凸形橋上,最高點(diǎn)速率不能超過(guò)________.當(dāng)汽車(chē)以vgr的速率行駛時(shí),將做__________,不再落到橋面上.3.(1)航天器中的物體做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力由__________提供.(2)當(dāng)航天器的速度____________時(shí),航天器所受的支持力FN=0,此時(shí)航天器及其內(nèi)部的物體處于__________狀態(tài).4.(1)離心現(xiàn)象：如果一個(gè)正在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中向心力突然消失或合力缺乏以提供所需的向心力時(shí),物體就會(huì)沿切線方向飛出或________圓心運(yùn)動(dòng),這就是離心現(xiàn)象.離心現(xiàn)象并非受離心力作用的運(yùn)動(dòng).(2)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力F合指向圓心,且F合=mv2r,物體做穩(wěn)定的________________;所受的合外力F合突然增大,即F合mv2/r時(shí),物體就會(huì)向內(nèi)側(cè)移動(dòng),做________運(yùn)動(dòng);所受的合外力F合突然減小,即F合做________運(yùn)動(dòng),所受的合外力F合=0時(shí),物體做離心運(yùn)動(dòng),沿切線方向飛出.5.勻速圓周運(yùn)動(dòng)、離心運(yùn)動(dòng)、向心運(yùn)動(dòng)比擬：勻速圓周運(yùn)動(dòng)離心運(yùn)動(dòng)向心運(yùn)動(dòng)受力特點(diǎn)________等于做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力合外力__________或者_(dá)_______提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力合外力________做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力圖示力學(xué)方程F____mr2F____mr2(或F=0)F____mr2【概念規(guī)律練】知識(shí)點(diǎn)一火車(chē)轉(zhuǎn)彎問(wèn)題1.在某轉(zhuǎn)彎處,規(guī)定火車(chē)行駛的速率為v0,那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.當(dāng)火車(chē)以速率v0行駛時(shí),火車(chē)的重力與支持力的合力方向一定沿水平方向B.當(dāng)火車(chē)的速率vv0時(shí),火車(chē)對(duì)外軌有向外的側(cè)向壓力C.當(dāng)火車(chē)的速率vv0時(shí),火車(chē)對(duì)內(nèi)軌有向內(nèi)的擠壓力D.當(dāng)火車(chē)的速率v2.修鐵路時(shí),兩軌間距是1435mm,某處鐵路轉(zhuǎn)彎的半徑是300m,假設(shè)規(guī)定火車(chē)通過(guò)這里的速度是72km/h.請(qǐng)你運(yùn)用學(xué)過(guò)的知識(shí)計(jì)算一下,要想使內(nèi)外軌均不受輪緣的擠壓,內(nèi)外軌的高度差應(yīng)是多大?知識(shí)點(diǎn)二汽車(chē)過(guò)橋問(wèn)題3.汽車(chē)駛向一凸形橋,為了在通過(guò)橋頂時(shí),減小汽車(chē)對(duì)橋的壓力,司機(jī)應(yīng)()A.以盡可能小的速度通過(guò)橋頂B.適當(dāng)增大速度通過(guò)橋頂C.以任何速度勻速通過(guò)橋頂D.使通過(guò)橋頂?shù)南蛐募铀俣缺M可能小4.如圖1所示,圖1質(zhì)量m=2.0104kg的汽車(chē)以不變的速率先后駛過(guò)凹形橋面和凸形橋面,兩橋面的圓弧半徑均為20m.如果橋面承受的壓力不得超過(guò)3.0105N,那么：(1)汽車(chē)允許的最大速率是多少?(2)假設(shè)以所求速度行駛,汽車(chē)對(duì)橋面的最小壓力是多少?(g取10m/s2)知識(shí)點(diǎn)三圓周運(yùn)動(dòng)中的超重、失重現(xiàn)象5.在下面所介紹的各種情況中,哪種情況將出現(xiàn)超重現(xiàn)象()①小孩蕩秋千經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)②汽車(chē)過(guò)凸形橋③汽車(chē)過(guò)凹形橋④在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船中的儀器A.①②B.①③C.①④D.③④知識(shí)點(diǎn)四離心運(yùn)動(dòng)6.以下關(guān)于離心現(xiàn)象的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時(shí)產(chǎn)生離心現(xiàn)象B.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)它所受的一切力都突然消失后,物體將做背離圓心的圓周運(yùn)動(dòng)C.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)它所受的一切力都突然消失后,物體將沿切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)D.做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,當(dāng)它所受的一切力都突然消失后,物體將做曲線運(yùn)動(dòng)7.圖2如圖2所示,光滑水平面上,小球m在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),假設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí),拉力F發(fā)生變化,以下關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)情況的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.假設(shè)拉力突然消失,小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)B.假設(shè)拉力突然變小,小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)C.假設(shè)拉力突然變小,小球?qū)⒖赡苎剀壽EPb做離心運(yùn)動(dòng)D.假設(shè)拉力突然變大,小球?qū)⒖赡苎剀壽EPc做向心運(yùn)動(dòng)【方法技巧練】豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的分析方法8.如圖3所示,圖3小球m在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A.小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度是v=gRB.小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度為0C.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定無(wú)作用力D.小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)外側(cè)管壁對(duì)小球一定無(wú)作用力圖49.雜技演員在做水流星表演時(shí),用一根細(xì)繩系著盛水的杯子,掄起繩子,讓杯子在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).如圖4所示,杯內(nèi)水的質(zhì)量m=0.5kg,繩長(zhǎng)l=60cm.求：(1)在最高點(diǎn)水不流出的最小速率.(2)水在最高點(diǎn)速率v=3m/s時(shí),水對(duì)杯底的壓力大小.參考答案課前預(yù)習(xí)練1.向心加速度向心力外軌對(duì)輪緣的彈力斜向彎道的內(nèi)側(cè)圓心重力G和支持力FN的合力2.gr平拋運(yùn)動(dòng)3.(1)萬(wàn)有引力(2)等于gR完全失重4.(1)遠(yuǎn)離(2)勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心離心5.合外力突然消失缺乏以大于=課堂探究練1.ABD2.0.195m解析火車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力由火車(chē)所受的重力和軌道對(duì)火車(chē)支持力的合力提供的,如下圖,圖中h為兩軌高度差,d為兩軌間距,mgtan=mv2r,tan=v2gr,又由于軌道平面和水平面間的夾角一般較小,可近似認(rèn)為：tansin=hd.因此：hd=v2gr,那么h=v2dgr=2021.4359.8300m=0.195m.點(diǎn)評(píng)近似計(jì)算是此題的關(guān)鍵一步,即當(dāng)角度很小時(shí)：sintan.3.B4.(1)10m/s(2)105N解析(1)汽車(chē)在凹形橋底部時(shí)對(duì)橋面壓力最大,由牛頓第二定律得：FN-mg=mv2maxr.代入數(shù)據(jù)解得vmax=10m/s.(2)汽車(chē)在凸形橋頂部時(shí)對(duì)橋面壓力最小,由牛頓第二定律得：mg-FN=mv2r.代入數(shù)據(jù)解得FN=105N.由牛頓第三定律知汽車(chē)對(duì)橋面的最小壓力等于105N.點(diǎn)評(píng)(1)汽車(chē)行駛時(shí),在凹形橋最低點(diǎn),加速度方向豎直向上,汽車(chē)處于超重狀態(tài),故對(duì)橋面的壓力大于重力;在凸形橋最高點(diǎn),加速度方向豎直向下,處于失重狀態(tài),故對(duì)橋面的壓力小于重力.(2)汽車(chē)在拱形橋的最高點(diǎn)對(duì)橋面的壓力小于或等于汽車(chē)的重力.①當(dāng)v=gR時(shí),FN=0.②當(dāng)vgR時(shí),汽車(chē)會(huì)脫離橋面,發(fā)生危險(xiǎn).③當(dāng)0v5.B[物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),受重力和拉力(支持力)的作用,假設(shè)向心加速度向下,那么mg-FN=mv2R,有FNmg,物體處于超重狀態(tài);假設(shè)mg=mv2R,那么FN=0.]點(diǎn)評(píng)物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),在最高點(diǎn)處于失重狀態(tài);在最低點(diǎn)處于超重狀態(tài).6.C[物體之所以產(chǎn)生離心現(xiàn)象是由于F合=F向7.ACD[由F=mv2r知,拉力變小,F不能提供所需向心力、r變大、小球做離心運(yùn)動(dòng);反之,F變大,小球做向心運(yùn)動(dòng).]8.BC[小球沿管道做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力及管道對(duì)小球的支持力的合力沿半徑方向的分力提供.由于管道的內(nèi)、外壁都可以提供支持力,因此過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為0,A錯(cuò)誤,B正確;小球在水平線ab以下受外側(cè)管壁指向圓心的支持力作用,C正確;在ab線以上是否受外側(cè)管壁的作用力由速度大小決定,D錯(cuò)誤.]9.(1)2.42m/s(2)2.6N解析(1)在最高點(diǎn)水不流出的條件是水的重力不大于水做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力,即mgmv2l,那么所求最小速率v0=lg=0.69.8m/s=2.42m/s.(2)當(dāng)水在最高點(diǎn)的速率大于v0時(shí),只靠重力已缺乏以提供向心力,此時(shí)水杯底對(duì)水有一豎直向下的力,設(shè)為FN,由牛頓第二定律有FN+mg=mv2l即FN=mv2l-mg=2.6N由牛頓第三定律知,水對(duì)杯底的作用力FN=FN=2.6N,方向豎直向上.方法總結(jié)對(duì)于豎直面