匀圆实例分析1

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1、[肓一物理教案5-6]5.61匀速周运动的实例分析一、教学目标1、知识目标（1）知道向心力是做匀速圆周物体的合外力，对变速圆周运动的物体向心力是沿半径方向（法向）的合外力；（2）知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动；（3）会在具体问题中分析向心力的來源。2、能力目标培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法。3、徳育目标通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析二、教学重点、难点分析1.重点：（1）掌握匀速圆周运动向心力、向心加速度的相关公式；（2）能用上述公式解决有关圆周运动的实例。2.难点：理解向心力是山法向合力捉供的，而不

2、是一种特殊的力。在变速圆周运动中公式中各量的対应关系。三、教学方法讲授法、分析归纳法、推理法。四、教具投影片、CAI课件。五、教学过程（一）引入新课复习提问：向心加速度a的公式怎样写？根据牛顿笫二定律F=manJ*得，对应的向心力公式有哪几个?引入：在H常牛活屮有很多圆周运动问题，而且人多是变速圆周运动，本节课我们应用圆周运动的向心力和向心加速度公式来分析几个实际问题，并从匀速圆周运动的分析推广到变速圆周运动的分析。（二）进行新课1、分析圆周运动问题的解题步骤（1）明确研究对象：根据研究的问题，确定研究的对象。（2）定圆心找半径：确定研究对象在哪个平而内做圆周运动，找到圆心和

3、半径。（3）搞清向心力的來源：向心力是按效果命名的力，任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力；不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还耍受到向心力的作用。根据研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力。对于变速圆周运动，向心力是沿半径方向的合力提供的。（4）列方程：建立以向心加速度方向为正方向的坐标，根据向心力公式列方程。对于变速圆周运动，向心力和向心加速度公式仍然适用，但要注意公式屮各量的瞬时对应关系。（5）解方程：解方程，对结果进行必要的讨论。2、实例分析【实例11车辆转弯（1）

4、口行车（或摩托车）转弯我们在骑自行车转弯时，有向外滑出的趋势，地面对口行车有指向内侧的静摩擦力F],这个静摩擦力提供口行车转弯时所需的向心力。V2根据向心力公式有F=耳=m——r从公式中可以看出，转弯时所需的向心力与转弯时的速率及半径有关，如果转弯时的速率过人，静摩擦力不能满足转弯需要时H行车将向外滑出。【课件展示】摩托车转弯思考：摩托车转弯时车身为什么要适当倾斜？（2）汽车转弯①在水平路血上转弯汽车在水平路而上转弯时的向心力也来源于地而的静摩擦力，根据向心力公式有r=Fj=m—转弯时所碍的向心力与转弯时的速率及半径冇关，如果转弯时的速率过大，静摩擦力不能满足转弯需要时汽车将

5、向外滑出并翻转。②在倾斜路面上转弯F.汽车在倾斜路面上转弯时，重力和支持力的合力可提供一部分向JvA心力。设汽车与路面间的静摩擦力为F

6、,则有Fvcos0=片sin0+mg消去Fn后得：Fx=m—cos0-mgsin0r弯道的路面修好以后，r、〃为定值，因而尺的数值与y冇关，当速率v合适时，可使戸等于零，这时G与心的合力恰好提供转弯时所需的向心力，这时的速率叫做规定速率，叮解得v0=yjgrtan0。（3）火车转弯①在水平路而上转弯火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0,火车转弯时火车车轮受三个力:重力、支持力、外轨对轮缘的弹力，这时外轨对轮缘的弹力提供向心力。【课件展

7、示】（用CA1课件分析内外轨等高时向心力的來源）V根据向心力公式有F=in—r山于该弹力是山轮缘和外轨的挤压产牛的，□山于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损害铁轨。②在倾斜路血上转弯火车在倾斜路面上转弯时，匝力和支持力的合力可提供一部分向心力。设火车外轮缘和外轨间的弹力为F,则冇Fncos&=片sin&+mgvFvsin0+片cos0=m—y消去Fn后得：F、=tn一cos0-mgsin0当火车在弯道处按规定速率心=JFtan万行驶时，G与Fn的合力恰好提供转弯时所需的向心力，这时轮缘与轨道Z间就不产生挤压了。（川CAT课件展示火车按规定速率行驶时的受力情况，

8、并说明此时火车的支持力Fn的方向不再是竖在的，而是斜向弯道的内侧。此时支持力与重力的合力提供火车转弯所需的向心力）思考练习：若火车转弯时的速率y>v0,火车的哪一侧轮缘与轨道之间产牛挤压？若火车转弯时的速率v