高中物理《5.7 生活中的圆周运动》导学案新人教版必修2.doc

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1、第七节生活中的圆周运动课时1【学习目标】1、进一步掌握各种圆周运动中向心力的来源。2、理解车辆转弯问题的向心力分析。3、理解车辆过桥问题的向心力分析。4、体验合作探究学习的过程。【自主学习】一．火车转弯问题首先观察火车轮缘和铁轨的外形1．火车转弯时的运动特点：火车转弯时做的是________运动，因而具有向心加速度，需要__________。若内外轨等高，谁提供向心力？有何弊病？如何解决？实际中火车转弯时谁提供向心力？对车速有何要求？2．为了消除火车车轮对路轨的侧向压力，铁路弯道处内、外轨不在同一水

2、平面上，即_______高、__________低。其高度差是根据转弯处轨道的半径和规定的行驶速度而设计的。3．计算规定速度：设火车质量m、轨道平面倾角θ、轨道转弯处半径r、规定的车速v，则应有（写出表达式）4.在转弯处：(1)若列车行驶的速率等于规定速度，则两侧轨道都不受车轮对它的侧向压力(2)若列车行驶的速率大于规定速度，则___轨必受到车轮对它向___的压力（填“内”或“外”）.θθGF合FN(3)若列车行驶的速率小于规定速度，则___轨必受到车轮对它向___的压力（填“内”或“外”）.二．拱

3、形桥1．汽车在凸形桥的最高点时，谁提供向心力？请写出对应的表达式。（设桥的半径是r，汽车的质量是m，车速为v，支持力为FN）①持力FN________重力G(填><或者=)②v越大，则压力_________，当v=________时，压力=0。1．汽车在凹形桥的最低点时，谁提供向心力？请写出对应的表达式。设桥的半径是r，汽车的质量是m，车速为v，支持力为FN。①支持力FN________重力G②v越大，则压力_________。三、航天器中的失重现象（1）、航天器中宇航员的向心力由引力和支持力的合力

4、提供，方向竖直向下（2）、宇航员具有竖直向下的加速度，对座椅压力小于重力，处于失重状态．　　四、离心运动1、物体做离心运动的条件：合外力合外力突然消失，或不足以提供所需的向心力。2、离心运动做匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或者不足以提供所需的向心力情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。　【合作探究】探究点一铁路火车拐弯问题【1】观察火车车轮，并比较它与汽车轮胎有何不同？【2】如果火车车轨在拐弯处是水平的，请画出火车在拐弯时的受力分析，并考虑此种设计对车轮和铁轨有什么危害。【

5、3】针对【2】中提出的问题，我们想要减小这种危害，应该如何改进拐弯处铁轨的设计？【4】已知车轨间距为L，两轨高度差为h，转弯半径为R，则质量为M的火车运行时应当有多大的速度？（因为θ角很小，所以可以认为sinθ=tanθ）注意：火车运动的圆心在哪儿？向心力应是什么方向？探究归纳:探究点二、拱形桥1.汽车过桥时车速过高，凸桥和凹桥分别会出现什么情况？2.汽车在凸形桥的最高点时，谁提供向心力？请写出对应的表达式（设桥的半径是r，汽车的质量是m，车速为v，支持力为FN）1．汽车在凹形桥的最低点时，谁提供向

6、心力？请写出对应的表达式。设桥的半径是r，汽车的质量是m，车速为v，支持力为FN。探究归纳：情境问题解答：1、列车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法中正确的是：（）A、当以速度v通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力B、当以速度v通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮侧向力的合力提供向心力C、当速度大于v时，轮侧向挤压外轨D、当速度小于v时，轮侧向挤压外轨2、如图所示，汽车以速度V通过圆形拱桥的顶点时，关于汽车受

7、力的说法正确的是（）A、汽车受重力、支持力、向心力B、汽车受重力、支持力、牵引力、摩擦力、向心力C、重力提供汽车的向心力D、汽车的重力和支持力的合力提供向心力3、汽车在半径为r的水平弯道上转弯，如果汽车与地面的滑动摩擦系数为μ，那么使汽车发生侧滑的最小速率是4、汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹型桥面，如图所示，求汽车在最低点时对桥面的压力是多大？FNG探究点三离心运动做匀速圆周运动的物体，在合外力不足以提供所需的时，物体虽不会沿切线方向飞去，也会逐渐，这时物体就做。1．比较离心运动与圆周运动的区别

8、2．总结离心运动的条件3．说明离心运动有哪些应用及危害探究归纳：做圆周运动的物体，当其所受的沿径向的合外力_______于物体所需的向心力时，物体会逐渐__________圆心.情景问题【例题】如图示，质量m＝1kg的小球用细线拴住，线长l＝0.5m，细线所受拉力达到F＝18N时就会被拉断。当小球从图示位置释放后摆到悬点的正下方时，细线恰好被拉断。若此时小球距水平地面的高度h＝5m，重力加速度g＝10m/s2，求小球落地处到地面上Ｐ点的距离？（P点在悬点的正下方）探究