高中物理 5.7生活中的圆周运动学案 新人教版必修2

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1、学案7　生活中的圆周运动1．向心力总是指向圆心，而线速度沿圆的______方向，故向心力总是与线速度______，所以向心力的作用效果只是改变线速度的______而不改变线速度的______．2．物体做圆周运动时，实际上是满足了供需平衡即提供的向心力等于________________．3．向心加速度的公式：an＝＝rω2＝____________4．向心力的公式：Fn＝man＝m＝mrω2＝______________.一、铁路的弯道[问题情境]　在平直轨道上匀速行驶的火车，所受的合力为零，而火车转弯时实际在做圆周

2、运动．是什么力作为向心力呢？火车转弯时有一个规定的行驶速度，按此速度行驶最安全，那么，规定火车以多大速度行驶呢？　　　　　[要点提炼]火车转弯时需要的向心力是由________________________提供的．火车转弯规定的行驶速度为v0＝.(1)当v＝v0时，F向＝F，即转弯时所需向心力等于支持力和重力的合力，这时内、外轨____________，这就是设计的限速状态．(2)当v>v0时，F向>F，即所需向心力大于支持力和重力的合力，这时________对车轮有侧压力，以弥补向心力的不足．(3)当v

3、F向

4、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．通过分析，你可以得出什么结论？画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力．　　　　2．当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还是小呢？请同学们自己分析．　　　[要点提炼]1．汽车过拱形桥顶点时，由重力和支持力的合力提供向心力，对桥墩的压力小于重力，这便是桥一般建成拱桥的原因．2．当mg＝m，即汽车对拱形桥的压力__________时，向心力完全由重力提供，这时v＝(即在竖直平面内做圆周运动的最大临界速度)，恰能使汽车安全过桥．①当v<时，即m

5、g>m时，由________和__________提供向心力；②当v>时，即mg

6、点时的临界状态为只受重力，则mg＝____________即v＝.在最高点时：图2(1)v＝时，拉力或压力为______．(2)v>时，物体受向______的拉力或压力．(3)v<时，物体______(填能或不能)达到最高点．即绳类的临界速度为v临＝______.2．轻杆模型如图3所示，在细轻杆上固定的小球或在管形轨道内运动的小球，由于杆和管能对小球产生向上的支持力，所以小球能在竖直平面内做圆周运动的条件是____________________，小球的受力情况为：图3(1)v＝0时，小球受向上的支持力FN＝____

7、__.(2)0时，小球受向下的拉力或压力，并且随速度的增大而______．即杆类的临界速度为v临＝____.3．轨道问题(1)内轨：类似于绳拉物体．①v≥才能过最高点．②v<时，因不能过最高点而脱离轨道．(2)外轨：物体能通过最高点的条件是0时，在到达最高点以前就飞离轨道．③当v＝时，在最高点做平抛运动而离开轨道，若地面通过圆心，则落地点s＝r>r.例1　用一根

8、细绳系着盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直面内做圆周运动．杯内水的质量m＝0.5kg，绳长l＝60cm，求：(1)在最高点水不流出的最小速率；(2)水在最高点速率v＝3m/s时，水对杯底的压力大小．例2　长L＝0.5m的轻杆，其一端连接着一个零件A，A的质量m＝2kg.现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动，如图4所示．在A通过最高点时，求下列