生活中的圆周运动学案 人教课标版(精品教案)教学内容.doc

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1、生活中的圆周运动学案人教课标版(精品教案)精品文档学案　生活中的圆周运动．向心力总是指向圆心，而线速度沿圆的方向，故向心力总是与线速度，所以向心力的作用效果只是改变线速度的而不改变线速度的．．物体做圆周运动时，实际上是满足了供需平衡即提供的向心力等于．．向心加速度的公式：＝＝ω＝．向心力的公式：＝＝＝ω＝.一、铁路的弯道[问题情境]在平直轨道上匀速行驶的火车，所受的合力为零，而火车转弯时实际在做圆周运动．是什么力作为向心力呢？火车转弯时有一个规定的行驶速度，按此速度行驶最安全，那么，规定火车以多大速度行驶呢？[要点提炼]火车转弯时需要

2、的向心力是由提供的．火车转弯规定的行驶速度为＝.()当＝时，向＝，即转弯时所需向心力等于支持力和重力的合力，这时内、外轨，这就是设计的限速状态．()当>时，向>，即所需向心力大于支持力和重力的合力，这时对车轮有侧压力，以弥补向心力的不足．()当<时，向<，即所需向心力小于支持力和重力的合力，这时对车轮有侧压力，以抵消向心力过大的部分．[问题延伸]在修筑铁路的时候，铁路弯道的半径是根据地形条件决定的，在弯道半径一定的情况下，必须改变内外轨的高度差，请由上面的公式推导高度差的表达式并说明影响的因素？收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品

3、文档[即学即用]．铁路转弯处的圆弧半径是300m，轨距是435mm，规定火车通过该弯道时的速度是72km/h，求内外轨的高度差该是多大，才能使铁轨不受轮缘的挤压．二、拱形桥[问题情境]．质量为的汽车在拱形桥上以速度行驶，若桥面的圆弧半径为，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力．通过分析，你可以得出什么结论？画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力．．当汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大还是小呢？请同学们自己分析．[要点提炼]．汽车过拱形桥顶点时，由重力和支持力的合力提供向心力，对桥墩的压力小于重力，这

4、便是桥一般建成拱桥的原因．．当＝，即汽车对拱形桥的压力时，向心力完全由重力提供，这时＝(即在竖直平面内做圆周运动的最大临界速度)，恰能使汽车安全过桥．①当<时，即>时，由和提供向心力；②当>时，即<，物体所需向心力重力，汽车将脱离桥面，会发生危险．[即学即用]收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档．如图所示，质量＝×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20m．如果桥面承受的压力不得超过×，则：图()汽车允许的最大速度是多少？()若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(取10m)三、

5、竖直面内的圆周运动．轻绳模型如图所示，细绳系的小球或在轨道内侧运动的小球，在最高点时的临界状态为只受重力，则＝即＝.在最高点时：图()＝时，拉力或压力为．()>时，物体受向的拉力或压力．()<时，物体(填能或不能)达到最高点．即绳类的临界速度为临＝.．轻杆模型如图所示，在细轻杆上固定的小球或在管形轨道内运动的小球，由于杆和管能对小球产生向上的支持力，所以小球能在竖直平面内做圆周运动的条件是，小球的受力情况为：图()＝时，小球受向上的支持力＝.()<<时，小球受向上的支持力<<.()＝时，小球除重力之外不受其他力．()>时，小球受向下的

6、拉力或压力，并且随速度的增大而．即杆类的临界速度为临＝.．轨道问题()内轨：类似于绳拉物体．①≥才能过最高点．②<时，因不能过最高点而脱离轨道．()外轨：物体能通过最高点的条件是<<.收集于网络，如有侵权请联系管理员删除精品文档①当<<时，对轨道有压力．②当>时，在到达最高点以前就飞离轨道．③当＝时，在最高点做平抛运动而离开轨道，若地面通过圆心，则落地点＝>.例用一根细绳系着盛水的杯子，抡起绳子，让杯子在竖直面内做圆周运动．杯内水的质量＝0.5kg，绳长＝60cm，求：()在最高点水不流出的最小速率；()水在最高点速率＝3m时，水对杯

7、底的压力大小．例长＝0.5m的轻杆，其一端连接着一个零件，的质量＝2kg.现让在竖直平面内绕点做匀速圆周运动，如图所示．在通过最高点时，求下列两种情况下对杆的作用力：图()的速率为1m；()的速率为4m.(取10m)四、航天器中的失重现象[问题情境]假设宇宙飞船质量为，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径，航天员质量为，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面的重力．试求座舱对航天员的支持力．此时飞船的速度多大？通过求解，你可以得出什么结论？五、离心运动[问题情境]收集于网络，如有侵权请联系管理员删

8、除精品文档例长＝0.5m的轻杆，其一端连接着一个零件，的质量＝2kg.现让在竖直平面内绕点做匀速圆周运动，如图所示．在通过最高点时，求下列两种情况下对杆的作用力：如图所示，小球在做圆周运动时，细绳突然断了，小球会出现什么