高中物理 5.7 生活中的圆周运动导学案 新人教版必修.doc

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1、5.7生活中的圆周运动学习目标知识与技能1．会分析匀速圆周运动中向心力的来源。熟练应用向心力公式和向心加速度公式2．能说出航天器中的失重现象的本质．知道离心运动及其产生的条件，能说出离心运动的应用和防止．3．知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度过程与方法1．通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力．2．通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力．情感、与价值观1．通过对几个实例

2、的分析，使学生明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题．．2．通过离心运动的应用和防止的实例分析．使学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题．学习重点,熟练应用向心力公式和向心加速度公式在具体问题中能找到是谁提供向心力的，并结合牛顿运动定律求解有关问题．学习难点,1．关于对临界问题的讨论和分析．2．对变速圆周运动的理解和处理．预习案：自主学习1.火车转弯处：若内、外轨一样高，火车做圆周运动的向心力是由_________________提供的，

3、由于火车质量太大，靠这种方法得到向心力，极易使___________________受损。若外轨略高于内轨时，火车转弯时向心力的一部分来源是____________________，这就减轻了轮缘与外轨的挤压。2.汽车在拱形桥上行驶到最高点时的向心力是由___________________提供的，方向___________，此时汽车对桥的压力FN′_________G（填“>”、“＝”、“<”），汽车行驶到最高点的速度越大FN′就越_________。汽车在凹形桥上行驶通过桥最低点的向心力是由__

4、_____________提供的，方向__________，此时汽车对桥的压力FN′_________G（填“>”、“＝”、“<”）3.航天员随宇宙飞船绕地球作匀速圆周运动时，向心力是________________________提供的；当飞船的飞行速度v＝_____________时，航天员对座舱的压力FN′＝0，此时航天员处于________状态。探究案：探究一、火车转弯火车按规定的速度行驶（1）确定火车作圆周运动的轨道平面，并找出圆心（2）画出火车的受力分析图，并求出规定的速度。（已知路面倾

5、角θ和圆周半径R）讨论当火车行驶速度大于或小于规定的行驶速度时，向心力的来源情况。（3）思考;汽车在水平路面上转弯时是怎样获得向心力的？火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？是由轮缘和外轨的挤压产生的外轨对轮缘的弹力提供向心力，由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损害铁轨。所以，实际的弯道处的情况，如图：a、外轨略高于内轨。b、此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧。c、此时支持力与重力

6、的合力提供火车转弯所需的向心力。d、转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力完全由重力G和支持力FN来提供——这样外轨就不受轮缘的挤压了。探究二、汽车过拱桥和航天器中的失重问题1.汽车在拱形桥或凹形桥上行驶的过程中，它受到的合外力一定指向圆心吗？在那些特殊位置合外力就是向心力？2.已知汽车的质量为m，通过拱形桥最高点的速度为v，桥面的半径为R，试求出汽车通过桥最高点时对桥的压力FN′。并讨论：（1）当v＝时，FN′＝？（2）当v>时，汽车会怎样运动？同理推出汽车通过凹形桥最低点时对桥的压

7、力FN′。.如图，若汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为R，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？⑴选汽车为研究对象⑵对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力　⑶上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下⑷建立关系式：F向=G－F1=mv2/RF1=G－mv2/R又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以F压=G－mv2/R且F压＜G通过与上例的类比,可以了解航天器中的失重的原因,并由F压=m(g－v2/R)可以解出,当时座舱对航天员的支持力F支=0，航天员处于失重状态。3.已知宇宙飞船的

8、轨道半径为R，向心加速度为g′，试推出当座舱对航天员的支持力FN＝0时飞船的速度。探究三、离心运动做圆周运动的物体，它的线速度方向就在圆周的切线上，物体之所以没有飞出去，是因为它受到的合外力提供了它所需的向心力。当向心力突然消失时，物体就沿切线飞出去；当向心力不足时，物体虽不会沿切线飞出去，也会逐渐远离圆心，即：（1）定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下，将远离圆心运动出去，这种运动叫做离心运动。如图：（2）应用：离