2019-2020年高中物理 第五章 曲线运动 5.7 生活中的圆周运动学案新人教版必修2 (I)

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1、2019-2020年高中物理第五章曲线运动5.7生活中的圆周运动学案新人教版必修2(I)【学习目标】1．理解圆周运动的产生和条件，提高应用规律解决实际问题的能力。2．自主学习、合作探究，学会推论法处理问题。3．积极投入，全力以赴，培养学以致用的思维习惯。【重点】生活中的圆周运动实例分析。【难点】如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象。【知识梳理】一、火车转弯1．火车在弯道上的运动特点：火车在弯道上运动时做，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，需要很大的。2．转弯处内外轨一样高的缺点：如果转弯处内外

2、轨一样高，则由对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损。3．铁路弯道的特点：（1）转弯处略高于。（2）铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道（选填“内侧”或“外侧”）（3）铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的，它提供了火车做圆周运动的。二、汽车过拱形桥1．向心力来源（最高点和最低点）：汽车做圆周运动，和合力提供向心力。2．动力学关系：（1）如图所示，汽车在凸形桥的最高点时，满足的关系为：，FN=，由牛顿第三定律可知汽车对桥面的压力大小等于支持力，因此汽车在凸形桥上运动时，对桥的

3、压力重力。当v=时，其压力为零。（2）如图所示，汽车在经过凹形桥的最低点时，满足的关系为：，FN=，汽车对桥的压力大小=FN。汽车过凹形桥时，对桥的压力重力。三、航天器中的失重现象1．航天器在近地轨道的运动：（1）对航天器，重力充当向心力，满足的关系式为，航天器的速度v=。（2）对航天员，由重力和座椅的支持力提供向心力，满足的关系式：，由此可得FN=0，航天员处于状态，对座椅。2．对失重现象的认识：航天器内的任何物体都处于状态，但并不是物体不受重力。正因为受到重力作用才使航天器连同其中的乘员。四、离心运

4、动1．定义：物体沿切线飞出或做逐渐的运动。2．原因：向心力突然消失或不足以提供所需。3．本质：离心现象的本质是物体的表现。探究案【质疑探究】——质疑解疑、合作探究探究点一火车转弯问题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？（当α很小时，sinα≈tanα，g取10m/s2）针对训练1：铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ（如图），弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火

5、车转弯时速度小于，则()A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．这时铁轨对火车的支持力等于mg/cosθD．这时铁轨对火车的支持力大于mg/cosθ探究点二汽车过拱形桥问题2：质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为r，求汽车通过桥的最高点时对桥面的压力。问题3：汽车的速度不断增大时，会发生什么现象？问题4：质量为m的汽车在凹形桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为r，求汽车通过桥的最低点时对桥面的压力。针对训练2：飞机做特技表演时，常做俯冲拉起运动，如图所示，此运动在最底

6、点附近可看作是半径为500m的圆周运动。若飞行员的质量为65㎏，飞机经过最底点时的速度为360km/h，则这时飞行员对座椅的压力为多大？（g=10m/s2）探究点三航天器中的失重现象问题5：地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球半径r（约为6400km）。地面上有一辆汽车，重量是mg，地面对它的支持力是FN。如图所示，汽车行驶时不断加速，会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零，此时速度多大？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？驾驶员躯体各部分之间的压力是多少？他这时可能有

7、什么感觉？探究点四离心运动问题6：用一细绳拉着小球在水平光滑桌面上做匀速圆周运动，某时刻细绳突然剪断，会出现什么情况？问题7：物体做匀速圆周运动时，供：物体实际所受外力指向圆心的合力；需：即维持物体做匀速圆周运动所需的向心力当F供=F需，物体做______运动；当F供F需，物体做______运动。问题8：什么是离心运动？离心运动的本质是什么？离心运动的应用有哪些？离心运动的危害又有哪些？针对训练3：下列关于离心现象的说法，正确的是()A．当物体所受的离心力大于向心

8、力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将沿切线做直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做曲线运动