8.生活中的圆周运动实用教案.docVIP

向心力的实例分析导学案 一、学习目标 1．会在具体问题中分析向心力的来源，会处理火车转弯、汽车过桥等力学问题． 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 重点：在具体问题中能找到是谁提供向心力的，并结合牛顿运动定律求解有关问题。 难点：具体问题中向心力的来源．关于对临界问题的讨论和分析． 三、新课教学 （认真阅读教材p76-p79，独立完成下列问题） （一）、水平方向圆周运动（转弯问题） 1、汽车转弯 （1）汽车在水平地面上转弯所需的向心力由_____________力提供。 （2）汽车转弯过快会发生 。 （3）如图赛车在赛道转弯所需的向心力由_________ ____力提供。 2、火车转弯： 首先观察火车轮缘和铁轨的外形 (1)内外轨高度相同时，转弯所需的向心力由_____________力提供。 (2) 为了消除火车车轮对路轨的侧向压力，铁路弯道处内、外轨不在同一水平面上，即_______高、__________低。其高度差是根据转弯处轨道的半径和规定的行驶速度而设计的。 (3)当外轨高度高于内轨，火车按设计速度行驶时，火车转弯所需的向心力由_____________提供。 (4) 计算规定速度 设火车质量m、轨道平面倾角θ（h , L）、轨道转弯处半径r、规定的车速v， 则应有 （写出表达式） (5)如果大于这个速率行驶会怎么样？如果小于这个速率行驶呢？ (1)若列车行驶的速率等于规定速度，则两侧轨道都 车轮对它的侧向压力 (2)若列车行驶的速率大于规定速度，则___轨必受到车轮对它向___的压力（填“内”或“外”）. (3)若列车行驶的速率小于规定速度，则___轨必受到车轮对它向___的压力（填“内”或“外”）. 练习1、火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是（ ） A.轨道半径R=B.若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外 C.若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内 D.当火车质量改变时，安全速率也将改变 练习2：汽车与路面的动摩擦因数为? ，公路某转弯处半径为R（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力），问： （1）若路面水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车速度不能超过多少？ （2）若将公路转弯处路面设计成外侧高、内侧低，使路面与水平面有一倾角? ，如图所示，汽车以多大速度转弯时，可以使车与路面间无摩擦力？ 解析：在路面水平的情况下，汽车转弯所需的向心力是由汽车和路面之间的静摩擦力来提供的，当公路转弯处是外高内低的斜面时，重力和斜面的支持力将在水平方向上提供一个合力，加上和路面的静摩擦力来提供向心力，此时，在同样的情况下，所需的静摩擦力就减小。 二、竖直平面内的圆周运动 1、汽车过拱桥： （1）汽车在凸形桥的最高点时，谁提供向心力？ 请写出对应的表达式： 。 （设桥的半径是r，汽车的质量是m，车速为v，支持力为FN） ①支持力FN________重力G v越大，则压力_________，当v=________时，压力=0。 （2） 汽车在凹形桥的最低点时，谁提供向心力？ 请写出对应的表达式： 。 （设桥的半径是r，汽车的质量是m，车速为v，支持力为FN） ①支持力FN________重力G ②v越大，则压力_________。 、 2、过山车 （1）“车”过最高点的条件是 。 （2）对“车”进行受力分析： 练习3 （1）质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为r，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力． （ 请学生独立画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力．） （2）请同学们进一步考虑当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大．当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象? （3）下面再一起共同分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些？ 三、航天器中的失重现象 复习：超重的条件是什么？失重的条件是什么？完全失重的条件又是什么？ 1．近地做匀速圆周运动的航天器中，物体的向心力由谁提供？ 请写出对应的表达式： 。 （1）v= 时，航天员（或物体）对航天器无压力，航天员处于___________状态。 （2）任何关闭了发动机又不受__________