5.7《生活中的圆周运动》导学案(人教版必修二).doc

PAGE  PAGE 25 5.7《生活中的圆周运动》导学案 班级： 姓名： 第 组 【学习目标】 1．理解圆周运动的产生和条件，提高应用规律解决实际问题的能力。 2．自主学习、合作探究，学会推论法处理问题。 3．积极投入，全力以赴，培养学以致用的思维习惯。 【重点】生活中的圆周运动实例分析。 【难点】如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。 预习案 【知识梳理】 一、火车转弯 1．火车在弯道上的运动特点： 火车在弯道上运动时做 ，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，需要很大的 。 2．转弯处内外轨一样高的缺点： 如果转弯处内外轨一样高，则由 对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损。 3．铁路弯道的特点： （1）转弯处 略高于 。 （2）铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道 （选填“内侧”或“外侧”） （3）铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的 ，它提供了火车做圆周运动的 。 二、汽车过拱形桥 1．向心力来源（最高点和最低点）： 汽车做圆周运动， 和 合力提供向心力。 2．动力学关系： （1）如图所示，汽车在凸形桥的最高点时，满足的关系为： ，FN= ，由牛顿第三定律可知汽车对桥面的压力大小等于支持力，因此汽车在凸形桥上运动时，对桥的 压力 重力。当v= 时，其压力为零。 （2）如图所示，汽车在经过凹形桥的最低点时，满足的关系为： ，FN= ，汽车对桥的压力大小=FN 。汽车过凹形桥时，对桥的 压力 重力。 三、航天器中的失重现象 1．航天器在近地轨道的运动： （1）对航天器，重力充当向心力，满足的关系式为 ， 航天器的速度v= 。 （2）对航天员，由重力和座椅的支持力提供向心力，满足的关系式： ，由此可得FN=0，航天员处于 状态，对座椅 。 2．对失重现象的认识： 航天器内的任何物体都处于 状态，但并不是物体不受重力。正因为受到重力作用才使航天器连同其中的乘员 。 四、离心运动 1．定义：物体沿切线飞出或做逐渐 的运动。 2．原因：向心力突然消失或不足以提供所需 。 3．本质：离心现象的本质是物体 的表现。 探究案 【质疑探究】 ——质疑解疑、合作探究 探究点一 火车转弯 问题1：火车以半径r=900m转弯，火车质量为 8×105kg，轨道宽为L=1.4m，外轨比内轨高h=14cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？（当α很小时，sinα≈tanα ，g取10m/s2） 针对训练1：铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ（如图），弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于，则 ( ) A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C．这时铁轨对火车的支持力等于mg/cosθ D．这时铁轨对火车的支持力大于mg/cosθ 探究点二 汽车过拱形桥 问题2：质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为r，求汽车通过桥的最高点时对桥面的压力。 问题3：汽车的速度不断增大时，会发生什么现象？ 问题4：质量为m的汽车在凹形桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为r，求汽车通过桥的最低点时对桥面的压力。 针对训练2：飞机做特技表演时，常做俯冲拉起运动，如图所示，此运动在最底点附近可看作是半径为500m的圆周运动。若飞行员的质量为65㎏，飞机经过最底点时的速度为360km/h，则这时飞行员对座椅的压力为多大？（g=10m/s2） 探究点三 航天器中的失重现象 问题5：地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球半径r（约为6400km）。地面上有一辆汽车，重量是mg，地面对它的支持力是FN。如图所示，汽车行驶时不断加速，会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零，此时速度多大？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？驾驶员躯体各部分之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？ 探究点四 离心运动 问题6：用一细绳拉着小球在水平光滑桌面上做匀速圆周运动，某时刻细绳突然剪断，会出现什么情况？ 问题7：物体做匀速圆周运动时， 供：物体实际所受