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《教科版高中物理必修二23圆周运动实例分析（导学案）缺答案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、第二章匀速圆周运动第3节♦圆周运动的实例分析【课程目标】1.理解圆周运动的规律，了解圆周运动的应用，分析向心力的来源.2.知道向心力和向心加速度公式也适用于非匀速圆周运动，会对非匀速圆周运动中物体在特殊点进行动力学分析。学习目标：1•能分析解决竖直平面内和水平面内物体的圆周运动的动力学冋题;知道离心现象和物体做离心运动的条件。2•口主学习，合作探究，提高学生物理建模能力和用运动定律解动力学冋题的能力3.全力投入，积极思考，培养严谨的科学态度和正确的价值观重、难点：运用牛顿运动定律分析竖直平面内和
2、水平面内物体的圆周运动的实例课前预习案知识链接…■描述周运动的动力学分析:（1）.向心力是做匀速圆周运动的物体受到的指向的向心力是根据命名的，可以是某一性质力，也可以是儿个性质力的合力，也可以是某一性质力的分力.作用效果是只改变物体速度,不改变速度O向心力始终指向与速度方向垂直,其大小为F歹ma向===4Ti2mR/T2=4dmf2R（其中m为物体质量，R为圆轨道半径，T为f为）⑵.向心加速度是物体受向心力作用产生的，其方向一定指向,大小为a向=」为=4r2R/T2=4n2f2R（其中R为圆轨道
3、半径，T为二.新知呈现（一）汽车过拱桥一一竖直平面内的圆周运动质量为m的汽车以速度v过拱桥的两种情况对比型思路过半径为R的凸桥最高点过半径为R的凹桥的最低点NN受力分析，向心力的来源G规定向心力方向为正方向，用牛顿第二定律列方程牛顿第三定律FlN=,Fie总小于G,失重F压=N=尸乐总大于(^超重讨论v增大，F压减小;当o增大到你时，F压=0e增大，"圧增大说明汽车过凸桥时，OWev你时，OvNW吨；当你时，N=0；当v>^gR时，汽车将脱离桥面，发生危险(二)旋转秋千(圆锥摆模型)和火车转弯一
4、一水平面内的圆周运动(1)“旋转秋千”运动可简化为圆锥摆模型，如图(在右图屮完成受力分析示意图)(I)向心力物体所受力的和悬线对它的力的合力提供速圆周运动的向心力。(II)动力学关系：己知摆球质量H1,摆线长厶摆线与竖直方向夹角为久由牛顿第二定律：〃以ana=,又r=Ls皿,则角速度0=;线速度大小v二；周期卩=;摆线上的拉力大小F=2.火车转弯(I)火车轮缘结构：如图所示，火车的车轮有凸出的轮缘，车轮轮缘在两轨道内侧，这种结构，主要是限制火车运行的轨迹，防止脱轨。(II)向心力的如果转弯处内外
5、轨一样高，外侧车轮挤压，使外轨发生形变,—对弹力提供火车转弯的向心力。如果外轨高于内轨，轨道平面与水平面夹角为e,如图⑻、⑹所示，可使车轮的轮缘与内外轨均无挤压.转弯吋由力和力的合力提供向心力，火车速度大小(ill)规定速度大小：设轨道间距为厶，两轨道高度差为亿转弯半径为人，火车质量为M。根据三角形知识可得，sin«=,由火车的受力情况可得：o因为a角很小，所以sina^tana,故尸=。又因为F=MV02/R,所以车速vo=o由于火车轨道建成后，h、厶、R各量是确定的，所以火车转弯时的车速应当
6、是一个定值。当火车行驶速度v与规定速度V。不相等吋，火车所需向心力不再仅有重力和弹力的合力提供，此时轨道对火车轮缘有挤压作用，具体情况如下：①当火车行驶速度时，外轨道对轮缘有侧压力。②当火车行驶速度时，内轨道对轮缘有侧压力。Mg(三)离心运动1.定义：物体沿圆周运动的或的运动叫做离心2.原因：合外力提供的向心力不足或-3.应用:离心机械-利用离心运动的机械。如：洗衣机的脱水筒；科研生产中的离心机。我的疑惑：请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决课内探究案探究点一：竖直平面内的周运动的两种模型
7、问题轻绳模型（无支撑）：如图所示，长L=0.4m细绳系质量M=2.5kg小球竖直平面内做圆周运动，通过最高点时速度大小为v（gJOm/s?）①若v二4m/s,细绳对小球拉力多大？②小球通过最高点的最小速度多人？此时细绳对小球拉力多人?针对训练1、质量为m的小球在位于竖直平面内的半径为R的圆形轨道内做圆周运动，球通过轨道最高点时对轨道弹力大小为3mg,小球此时速度多大？球通过轨道最高点的速度能否等于JgR/2?（g为当地重力加速度）归纳总结-轻绳模型：绳系小球或在轨道内侧运动的小球（轨道半径为球质
8、暈为m）,在最高点时的临界状态为只受重力，则加g=,贝！Jo==在最高点时：①时,拉力或压力为o②v>V亦时，物体受向下的拉力或压力。③v<^时，物体不能达到最高点。满足临界条件弹力为时，物体临界速度为Q临=転，即通过最高点速度最小值为Vmin=问题2:杆模型（有支掠）:如图，在细轻杆上固定小球或在管形轨道内运动的小球（球质量为m）,小球在竖直平面内做半径为r圆周运动，球在最高点速度为v①e=0时，小球受向上的支持力N=o②0
