高中物理 5.7生活中的圆周运动导学案 新人教版必修2

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1、第5章曲线运动第7节生活中的圆周运动【学习目标】1．知道向心力是圆周运动的物体在半径方向所受的合力，不管是匀速圆周运动还是变速圆周运动；2．通过日常生活中常见的例子，学会分析具体问题中向心力的来源；3．能运用匀速圆周运动的规律分析和处理生活中的具体实例。【重点、难点】1.理解向心力是一种效果力；2.在具体问题中能找到向心力的来源，并结合牛顿运动定律求解有关问题。预习案【自主学习】（一）水平面内的圆周运动1.汽车在水平弯道上转弯时，受哪几个力的作用？向心力是由谁提供？2.仔细观察右图，研究工程师们设计的公路弯道有什么特点？并思考公

2、路弯道为什么要这样设计？3.火车车轮与铁轨的构造是怎样的？4.实际中的铁路弯道是如何设计的？为什么要这样设计？（二）竖直面内的圆周运动1.分析汽车过拱形桥至桥顶时的受力情况及向心力来源。2.汽车过凹形桥最低点时对桥面的压力的大小与自身重力的大小关系是怎样的？这是一种怎样的状态？（三）离心运动1.什么是离心运动？2.离心运动的应用有哪些？3.离心运动的危害又有哪些【学始于疑】同学们，通过你的自主学习，你还有哪些疑惑，请把它填在下面的表格中12疑惑点疑惑内容探究案【合作探究一】问题1：铁路的弯道（观看视频：汽车转弯翻车）⑴由此引发一

3、个我们必须思考的问题：怎样才能安全转弯呢？⑵画出受力分析图并思考汽车转弯向心力的来源。⑶如果不能完成上题的思考，对照下面的一道例题思考。玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图（不计摩擦）试分析向心力的来源。问题2：研究火车转弯的问题⑴研究火车车轮与铁轨的构造，试画截面图：⑵如果铁路弯道是水平的，那火车转弯的向心力由谁来提供？车轮与内轨挤压还是与外轨挤压？⑶火车轨道应该如何放置？（观看视频文件：火车转弯）12①火车在实际的铁路弯道处转弯时，对内外铁轨没有侧向挤压时的速度为多大？②如果火车速度超过会怎样？达不到这个速

4、度又会怎样？③对于提速后的火车，我们应该如何改造路面呢？问题3：拱形桥⑴分析质量为m的汽车以v通过半径为r的圆弧桥面最高点时的受力情况，思考汽车做圆周运动向心力的来源。⑵汽车对路面的压力小于自身的重力，这是一种怎样的状态？⑶计算N=0时临界速度是多少？问题4：凹形桥⑴汽车过凹形桥最低点时，车对桥的压力大小怎样？同样假设车的质量m，桥的半径r，车在最低点的速度为v，则请计算车对桥的压力N。⑵物体处于什么状态？⑶说一说：汽车在不在拱形桥的最高点或凹形桥的最低点时，它的运动能用上面的方法求解吗？为什么？归纳总结：【合作探究二】问题1：

5、航天器中的失重现象⑴汽车在拱形桥上行驶时会出现失重现象吗？⑵地球可以看作是一个巨大的拱形桥，假设如果汽车的速度也能达到7.9km12/s，那汽车也将会是绕地球旋转的卫星，此时车内的人物等均处于什么状态?观看视频文件：完全失重问题2：离心运动（观看视频文件：链球、离心运动）⑴如果一个正在做圆周运动的物体所受的向心力突然消失，物体将做什么运动？⑵如果外界提供的力小于物体做圆周运动所需的向心力，物体将怎样运动？AB⑶如果外界提供的力大于物体圆周运动所需的向心力，会怎样？⑷下图所示运动，当小球转动时，将A点向下拉，则小球B做的是什么运动

6、？归纳总结：【课堂小结/本节知识网络】【思考】【当堂检测】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？2．火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力，12若火车在该弯道实际运行速度为30m/s，则下列说法中正确的是（）A.仅内轨对车轮有侧压力B.仅外轨对车轮有侧压力C.内、外轨对车轮都有侧压力D.内、外轨对车轮均无侧压力3．如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动．圆半径为R

7、，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨．则其通过最高点时（）A．小球对圆环的压力大小等于mgB．小球受到的向心力等于重力C．小球的线速度大小等于√RgD．小球的向心加速度大小等于g4．如图所示，质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为m的小球，另一端能绕光滑的水平轴O转动.让小球在竖直平面内绕轴O做半径为L的圆周运动，小球通过最高点时的线速度大小为v.下列说法中正确的是()A．v不能小于√gLB．v＝√gL时，小球与细杆之间无弹力作用C．v大于√gL时，小球与细杆之间的弹力随v增大而增大D．v小于√gL时，小球与细杆之间的弹力随v

8、减小而增大【课后巩固】1．2011年5月1日，成都东站综合交通枢纽正式竣工，开启了高铁出川之门．目前，中国已投入运营的高速铁路营业里程，居世界第一位，已成为世界上高速铁路系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家．铁轨转弯处的弯道