1、2010年高中物理 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)導(dǎo)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1進(jìn)一步掌握各種圓周運(yùn)動(dòng)中向心力的來源。2理解車輛轉(zhuǎn)彎問題的向心力分析。3理解車輛過橋問題的向心力分析。教學(xué)重點(diǎn)1.理解向心力是一種效果力.2.在具體問題中能找到向心力，并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題.教學(xué)難點(diǎn)1.具體問題中向心力的來源.2.關(guān)于對(duì)臨界問題的討論和分析.3.對(duì)變速圓周運(yùn)動(dòng)的理解和處理.【自主學(xué)習(xí)】復(fù)習(xí)思考：勻速圓周運(yùn)動(dòng)中，誰(shuí)提供向心力？變速圓周運(yùn)動(dòng)中，誰(shuí)提供向心力？怎樣找向心力？ 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(shí)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)做的是_運(yùn)動(dòng)，因而具有向心加速度，需要_。若內(nèi)外軌等高，誰(shuí)提供向心

2、力？有何弊??？如何解決？實(shí)際中火車轉(zhuǎn)彎時(shí)誰(shuí)提供向心力？對(duì)車速有何要求？GF合FN2為了消除火車車輪對(duì)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(jì)的。 3計(jì)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(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)軌道都不受車輪對(duì)它的側(cè)向壓力(2)若列車行駛的速率大于規(guī)定速度，則_軌必受到車輪對(duì)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(duì)它向_的壓力（填“內(nèi)”或“外”）.二、 拱形橋1 汽

3、車在凸形橋的最高點(diǎn)時(shí)，誰(shuí)提供向心力？請(qǐng)寫出對(duì)應(yīng)的表達(dá)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_，當(dāng)v=_時(shí)，壓力=0。2 汽車在凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，誰(shuí)提供向心力？請(qǐng)寫出對(duì)應(yīng)的表達(dá)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_。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(dòng)的航天器中，物體的向心力由誰(shuí)提供？ （1）v= 時(shí)，航天員（或物體）對(duì)航天器無(wú)壓力，航天員處于_狀態(tài)。（2）任何關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)又不受_的飛行器，都是一個(gè)_的環(huán)境。2把航

4、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 的。四、離心運(yùn)動(dòng)(1）定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在合外力突然消失時(shí)，將會(huì) ；如果合外力未消失，但合力不足以提供它做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí)，將會(huì)做逐漸_圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫離心運(yùn)動(dòng).（2）向心運(yùn)動(dòng)：做圓周運(yùn)動(dòng)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(shí)，物體會(huì)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(dòng)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?！締栴}思考】結(jié)合生活實(shí)際，舉出物體做離心運(yùn)動(dòng)的例子。在這些例子中，離心運(yùn)動(dòng)是有益的還是有害的？你能說出這些例子中離心運(yùn)動(dòng)是怎樣發(fā)生的嗎？【例題解析】例

5、1、火車以某一速度v通過某彎道時(shí)，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/gB.若火車速度大于v時(shí)，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(shí)，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(dāng)火車質(zhì)量改變時(shí)，安全速率也將改變例2、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(shí)速度為5m/s，汽車對(duì)橋的壓力是多大？（2）汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時(shí)便恰好對(duì)橋沒有壓力而騰空？（3）汽車對(duì)地面的壓力過小是不安全的.因此從這個(gè)角度講，汽車過橋時(shí)的速度不能過大。對(duì)于同樣的車速，拱橋圓弧的半徑大些比較

6、安全，還是小些比較安全？（4）如果拱橋的半徑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）例3、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(dòng)，在其運(yùn)動(dòng)圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，飛行員對(duì)座椅產(chǎn)生的壓力是（ ）A.在最低點(diǎn)比在最高點(diǎn)大2mv2/R B.相等C.在最低點(diǎn)比在最高點(diǎn)大2mg D.最高點(diǎn)的壓力大些【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】1、如圖687所示，汽車以一定的速度經(jīng)過一個(gè)圓弧形橋面的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車的受力及汽車對(duì)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(gè)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(gè)力：重力和橋面的支持力

7、 C.汽車對(duì)橋面的壓力小于汽車的重力 D汽車對(duì)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(shí)，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，設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時(shí)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，應(yīng)滿足什么條件？3、汽車的速度是72km/h，過凸橋最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)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(shí)，車對(duì)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m100 g的小球，在豎直平面內(nèi)做半徑R=40 cm的圓周運(yùn)動(dòng)，取g10 ms2，求：(1)小球恰能通過圓周最高點(diǎn)時(shí)的速度；

8、(2)小球以v1=30 ms的速度通過圓周最低點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力； (3)小球以v250ms的速度通過圓周最低點(diǎn)時(shí)，繩對(duì)小球的拉力5、質(zhì)量為m=0.02 kg的小球，與長(zhǎng)為l0.4 m的不計(jì)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(dòng)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)，速度分別為v1=0，v2=l ms，v32 ms，v4=4 ms時(shí)，桿分別對(duì)小球施加什么方向的力?大小如何?【課后測(cè)評(píng)】1、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(shí)的速度為v，若小物塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，則當(dāng)小物塊滑到最低點(diǎn)時(shí)所受到的摩擦力為（ ）A.mg B.mv2/R C.m(g+ v2/R) D.m(

9、g- v2/R)2、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(dòng)，先給小球一初速度，使它在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn),則桿對(duì)小球的作用力可能是：（ ）Aa處為拉力 b處為拉力 B. a 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、如圖所示，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，細(xì)桿長(zhǎng)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(dòng)，若小球通過軌道最低點(diǎn)a處的速度為va4 m/s，通過軌道最高點(diǎn)b處的速度為vb2 m/s，取g10 m/s2，則小球在最低點(diǎn)和最高點(diǎn)時(shí)對(duì)細(xì)桿作用力的情況是（ ）A.a處是拉力，豎直向上，大小為126 NB.a處是拉力，豎直向下，大小為126 NC.b處是拉力，豎直向上，大小為6 ND.b處是拉力，豎直向下，大小為6 N4、如右下圖所示的圓錐擺運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是（ ）A.在繩長(zhǎng)固定時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度增為原來的2倍時(shí)，繩子的張力增大為原來的4倍B.在繩長(zhǎng)固定時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)速增為原來的4倍時(shí)，繩子的張力增大為原來的4倍C.當(dāng)角速度一定時(shí)，繩子越短越易斷D.當(dāng)線速度一定時(shí)，繩子越長(zhǎng)越易斷5、某人為了測(cè)定一個(gè)凹形橋的半徑，在乘汽車通過凹橋最低點(diǎn)時(shí)，他注意到車上的速度計(jì)示數(shù)為72 km/h，懸掛1 kg鉤碼的彈簧秤的示數(shù)為11.8 N，則橋的半徑為多大?（