5-8 生活中的圆周运动学案.docVIP

第 课时【目标】1、会在具体问题中分析向心力的来源，会处理火车转弯、汽车过桥等圆周运动问题。 2、掌握应用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题的一般方法。 3、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动4、通过实际演练，使学生在巩固知识的同时，领略到将理论应用于实际解决问题而带来的成功乐趣培养学生探究知识的欲望和学习兴趣，提高在生活中应用物理的意识。【重点】【难点】【教学方法】 指导自学探究讨论互查分析归纳总结 【教学过程】 2、当外轨比内轨高时 铁轨对火车的支持力不再是竖直向上的，重力和支持力的合力可以提供向心力，可以减轻铁轨和轮缘的侧向挤压，最佳情况是向心力恰好由重力和支持力的合力提供，铁轨的内、外轨均不受到侧向挤压的力。 3、定量分析外轨比内轨高时火车转弯问题。 ①受力分析：火车受到的重力和支持力的合力水平指向圆心，提供使火车拐弯的向心力。 ②动力学方程：据牛顿第二定律得， mgtanθ=mv02/r 其中r是转弯处轨道的半径，v0是使内外轨均不受力的最佳速度。 ③讨论：当火车实际速度为v时，有三种可能， 当v＝v0时，内外轨均不受侧向挤压的力； 当v＞v0时，外轨受到侧向挤压的力（这时向心力增大，外轨提供一部分力）； 当v＜v0时，内轨受到侧向挤压的力（这时向心力减少，内轨提供一部分力） 二、拱形桥 1、汽车过拱形桥桥顶的向心力，是由什么力提供的？ 汽车在桥顶时受到重力和支持力，向心力由二者的合力提供，方向竖直向下。 mg－FN = mv2／FN = mg－mv2／FN/与桥对汽车的支持力FN是一对 作用与反作用力， FN/ = mg－mv2／r 由此看出：FN/＜mg，对桥的压力小于重力，这也是为什么桥一般做成拱形的原因。 讨论：汽车过拱形桥最高点的速度为多大时，汽车对桥面无压力？ 2、汽车过凹形桥最低点的向心力，是由什么力提供的？ 汽车的向心力由桥面的支持力FN和汽车的重力mg合力提供， FN－ = mv2／r FN = mv2／rFN/ = FN= mv2／r+mg 由此看出：FN/＞mg，对桥的压力小于重力，这也是为什么桥一般做成拱形的原因。 典型例题 1、在高速公路的拐弯处，路面要造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧要高一些，路面与水平面的夹角为θ，设拐弯路段为半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于零，θ应等于 （ ） 2、汽车以速度v通过一半圆形拱桥的顶点时，关于汽车受力的说法正确的是 （ ） A、汽车受重力、支持力、向心力 B、汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力 C、重力提供汽车的向心力 D、汽车的重力和支持力的合力提供向心力 3、在一宽阔的马路上，司机驾驶着汽车匀速行驶，突然发现前方有一条很宽很长的河，试分析说明他是紧急刹车好还是转弯好？（设汽车转弯时做匀速圆周运动，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等） 【】【课后作业】 1v，则下列说法中正确的是 （ ） ①当以速度v通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力；②当以速度v通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘侧弹向力的合力提供向心力；③当速度大于v时，轮缘侧向挤压外轨； ④当速度小于v时，轮缘侧向挤压外轨。 A、①③ B、①④ C、②③ D、②④ 2、一质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的圆形轨道滑行，经过最低点的速度为v，物体与轨道之间的动摩檫因数为μ，则它在最低点时受到的摩檫力为（ ） A、μmg B、μmv2/R C、μm(g+v2/R ) D、μm(g - v2/R ) 3、一重球用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上， 当车厢突然制动时，则：（ ） A、绳的拉力突然变大 B、绳的拉力突然变小 C、绳的拉力没有变化 D、无法判断拉力有何变化 4、飞机驾驶员最多可承受 9 倍的重力加速度带来的影响，当飞机在竖直平面上沿圆弧轨道俯冲时速度为v，则圆弧的最小半径为……（　　　）A、v2/9g B、v2/8g C、v2/7g D、v2/g 5、质量为 M 的人抓住长 L 的轻绳，绳的另一端系着质量为 m 的小球，现让小球在竖直平面内做圆周运动