高中物理 第五章《生活中的圆周运动》学案(新人教版)必修2.doc

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1、第五章曲线运动5.7生活中的圆周运动学案【学习目标】1、会在具体问题中分析向心力的来源，明确向心力是按效果命名的力。2、掌握应用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题的一般方法，会处理水平面、竖直面的问题。3、知道向心力，向心加速度的公式也适用变速圆周运动，理解如何使用。【重点难点】1．会在具体问题中分析向心力的来源，并结合牛顿运动定律求解有关问题【课前预习】1．火车转弯处，使外轨__________内轨，火车经过时支持力方向__________，它与__________力的合力指向__________为火车转弯提供向心力.2．航天器在绕地球做匀速圆周

2、运动时因__________恰好提供向心力故航天器内的一切物体均处于__________状态，任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器中都是一个__________的环境.3．离心运动（1）离心现象：如果一个正在做匀速圆周运动的物体在运动过程中，由于某种原因所受合力__________或__________物体就会由于__________远离__________，这就是离心现象.（2）做匀速圆周运动的物体所受合外力指向圆心，且F合__________mv2/r，当F合__________mv2/r，物体就会向内侧移动，做“近心”运动，当F合_____

3、_____m物体会向外侧移动，做__________运动，若所受合外力突然消失，物体做离心运动，沿__________方向飞出.如图【探究与生成】一、火车转弯问题：火车转弯是一段圆周运动，需要有力来提供火车做圆周运动的向心力【问题1】如果内、外轨是等高的，那么火车转弯时是如何获得向心力的?火车的轮缘与铁轨挤压产生的弹力[教师点拨]外铁轨对火车轮缘挤压的弹力提供向心力【问题2】高速行驶的火车的轮缘与铁轨挤压，后果会怎样?[教师点拨]对火车的轮缘与铁轨的损坏非常大，速度太快会导致火车侧翻【问题3】那么应该如何解决这一实际问题？结合学过的知识加以讨论，

4、提出可行的解决方案，并画出受力图，加以定性说明。[教师点拨]如果火车受到的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的例题1.火车转弯时的转弯半径为R，弯道的倾斜角度为α，火车转弯时的速度为多大时，才不至于对内、外轨道产生挤压?解析：当火车正常行驶时，轮与轨道间无侧向压力．火车只受轨道与轨道表面垂直的支持力作用和火车的重力作用．如右图所示．其做圆周运动的圆心在水面内，将分解则有：拓展与分享:讨论：（1）若火车速度小于，是内轨对火车轮缘有弹力还是外轮缘有弹力？弹力是多大？（2）若火车速度大于，是内轨对火车轮缘有弹力还是

5、外轮缘有弹力？弹力是多大二、汽车过桥问题：汽车过桥可以看做是一个局部圆周运动1、汽车过拱形桥（只分析在最高点）【问题5】设拱形桥面所在圆的半径为R，汽车质量为m，在最高点的速度为v，推导出汽车对桥面的压力，并指出汽车对桥的压力比自身的重力大些还是小些？汽车所受的合外力由重力与桥对汽车的支持力提供的，方向向下，合外力提供向心力，支持力向上，根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力比自身的重力小些。2、汽车过凹形桥（只分析在最低点）【问题6】设凹形桥面所在圆的半径为R，汽车质量为m，在最低点的速度为v，推导出汽车对桥面的压力，并指出汽车对桥的压力比自身的重力

6、大些还是小些？汽车所受的合外力由重力与桥对汽车的支持力提供的，方向向上，合外力提供向心力，支持力向上，根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力比自身的重力大些。【课堂练习】1.关于铁道转弯处内外铁轨间有高度差，下列说法中正确的是（）A.可以使火车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的摩擦B.火车转弯时，火车的速度越小，车轮对内侧的铁轨测侧向压力越小C.火车转弯时，火车的速度越大，车轮对外侧的铁轨测侧向压力越大D.外铁轨略高于内铁轨，使得火车转弯时，由重力和支持力的合力提供了部分向心力θ2.如图所示，在高速公路的拐弯处，路面筑得外高内低，即当车向左拐弯时，司机右侧的

7、路面比左侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ。设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于0，θ应等于（）A. B.C.D.3.杆一端固定一个质量为M的小球，以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做圆周运动，以下说法正确的是（）A小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于零；B小球过最高点时的最小速率为C小球过最高点时，杆所受的力可以等于零也可以是拉力和支持力；D小球过最高点时，速率可以接近零。4.宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站处于完全失重中，下列说法正确的是（）A宇航员仍受重力的作用；B宇航员受力

8、平衡C宇航员受重力等于所需的向心力；D宇航员不受重力的作用5.“水流星”节目，如图6-3所示,拴杯子的绳子长为,绳子能够承受的最大拉力是