生活中圆周运动

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1、生活中的圆周运动【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，提高在生活中的应用物理的意识。【教材解读】1．举出几个在日常生活中遇到的物体做圆周运动的实例，并说明这些实例中的向心力来源。自行车（或摩托车）、汽车转弯。地面对自行车（或摩托车）、汽车有指向内侧的静摩擦力，这个静摩擦力提供自行车转弯时所需的向心力；2

2、．火车转弯时所需的向心力的来源怎样？3．定量分析火车转弯的最佳情况．①受力分析：②动力学方程③讨论　当火车实际速度为v时，可有三种可能，当v＝v0时，当v＞v0时，当v＜v0时，4．汽车过拱桥桥顶的向心力如何产生？方向如何？5．定量分析汽车过拱桥桥顶情况．详细见课本P57，如图【案例剖析】例1.如图6-8-3所示，一质量为m的小球做半径为R的圆锥摆运动，已知细线和竖直方向的夹角为θ，则小球做匀速圆周运动所需的向心力多大？小球做匀速圆周运动的速度是多大？例2.汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹型桥面，如图6-8-4所示，求汽车在最低点时对桥面的压力是多大？例3.小球在半径为R的

3、光滑半球内做水平面内的匀速圆周运动，试分析图中的θ（小球与半球球心连线跟竖直方向的夹角）与线速度v、周期T的关系。（小球的半径远小于R）【知识链接】过山车中的物理知识过山车是一种项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。人们在设计过山车时巧妙地运用了物理力学上圆周运动知识。如果能亲身体验一下由能量守恒、加速度和力交织在一起产生的圆周运动效果，那感觉真是妙不可言。过山车的小列车起初是靠一个机械装置的推力推上轨道最高点的，然后列车开始没直线轨道向下加速运动，进入与直线轨道相切圆形轨道时过山车突然沿轨道向上转弯，这时，乘客就会有一种被挤压到轨道上的感觉，事实

4、上，在圆形轨道上由于重力和铁轨对过山车弹力提供了向心力。使过山车继续做圆周运动而不掉下来，当过山车达到圆形轨道的最高点时能够体验到冒险的快感。【课堂练习】1．汽车在水平面上转弯时，所需的向心力由下列那些力提供的：（     ）A.发动机的牵引力           B.重力和支持力的合力C.地面施加的侧向静摩擦力         D.地面的支持力2．列车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为v，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

5、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.②④3．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…………（      ）A.B.  C.D.4．如图6-8-6所示，汽车以速度V通过一半圆形拱桥的顶点时，关于汽车受

6、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5．两个质量分别是m1和m2的光滑小球套在光滑水平杆上，用长为L的细线连接，水平杆随框架以角速度ω做匀速转动，两球在杆上相对静止，如图图6-8-10所示，求两球离转动中心的距离R1和R2及细线的拉力。6．如图6-8-11所示，是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面．若女运动员做圆锥摆运动时和竖直方向的夹角为θ,女运动员的质量为m,转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r,

7、求这时男运动员对女运动员的拉力大小及两人转动的角速度课堂作业：1．一质量为m的物体，沿半径为R的向下凹的圆形轨行，如图6-8-7所示，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/RC．μm(g+v2/R)       D．μm(g-v2/R)2．一重球用细绳悬挂在匀速前进中的车厢天花板上，如图6-8-8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.