圆周运动临界问题分析导学案.doc

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1、圆周运动临界状态分析导学案班级姓名【学习目标】1、了解竖直平面内的圆周运动（绳模型、杆模型）在最高点与最低点的向心力分析及其在最高点的临界状态分析。2、了解水平面内圆周运动模型的向心力来源，能够对向心力的临界状态加以分析。3、初步了解圆锥摆模型的相关临界状态分析；能够构建力的直角坐标系具体分析相关问题。【问题探究】阅读练习册27页‘四、圆周运动的临界问题’回答下列探究问题：探究一、‘绳模型’可以分为两类：、绳连接小球在竖直平面运动（图1）；、小球在轨道内侧做圆周运动（比如过山车，图2）1、通过学习练习册27页内容和观察图1图2，总结绳模型在最高点的受力特点，讨论为什么将图1和图2两种

2、情况归纳为同种模型：2、在右图中分别作出小球在最高点和最低点的受力分析图，列出向心力表达式。图1中：（1）最高点向心力临界问题：通过表达式讨论，最高点向心力最小为多少？此时最高点的线速度表达式为（2）最低点图2中：（1）最高点向心力临界问题：要通过最高点，小球线速度至少为；若小于这个速度，小球能否到达最高点，完成完整的圆周运动？（2）最低点3、讨论课本35页发展空间关于水流星的问题。【习题达标】完成题目：练习册28页1题、5题、6题参考题目：目标测试卷16页7题、19页10题；探究二、‘杆模型’可以分为两类；轻杆（不考虑杆的质量）连接小球在竖直平面做圆周运动（图3）；小球在环形管道内

3、做竖直平面的圆周运动（图4）；1、通过学习练习册27页内容和观察图3图4，总结杆模型在最高点的受力特点，讨论为什么将图3和图4两种情况归纳为同种模型：2、在右图中分别作出小球在最高点和最低点的所有可能的受力分析图，列出向心力表达式：图3中：（1）在最高点，由于杆模型既可以对小球提供向下的拉力，也可以提供向上的支持力，所以最高点向心力或临界问题：（1）小球在最高点是否一定要受到杆（管道）给它的弹力（无论向上还是向下）？若是不受弹力，什么力提供向心力？此时的最高点线速度以这个线速度为判断标准，试讨论如何确定小球在最高点受到的是向上的支持力还是向下的拉力？（2）杆模型中，小球能够完成圆周运

4、动的临界条件，在最高点的最小速度可以为，此时小球的合力（3）最低点同理分析图4管道模型小球在最高点和最低点的临界情况。探究三、杆模型的变式问题（汽车过拱桥）：1、如右图，汽车过拱桥时的模型，是杆模型的一个变形，利用之前的知识，讨论汽车过拱桥最高点的受力特点，为什么将其归纳为杆模型的一个分类中？2、半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体，如图所示。今给小物体一个水平初速度，则小物体将（）A．沿球面下滑至M点B．先沿球面下滑至某点Ｎ，然后便离开斜面做斜下抛运动C．按半径大于R的新的圆弧轨道做圆周运动D．立即离开半圆球做平抛运动【习题达标】学习练习册27页例题4完成题目：练习册

5、28页3题、5题、7题练习册29页1题、4题参考题目：目标测试卷23页3题【综合例题】1、一个小球从C点开始沿摩擦因数为0.3的水平轨道以初速度=7m/s冲向一个竖直的半径为R=0.4m的半圆弧轨道AB，水平轨道CA长4m，圆弧与水平轨道平滑连接。（1）求小球到达A点的速度大小。（2）若小球能够沿圆弧上升到最高点B点，且在B点时小球恰好与圆弧轨道无挤压，求小球自B点下落后的落点到A点的距离。问题反馈：探究四、水平面圆周运动临界问题：1、如图，小球A质量m=0.5Kg被细绳通过小孔O与光滑水平面下方质量M=1Kg的重物B连接，小球A在水平面内做匀速圆周运动，OA长0.2m，求小球匀速圆

6、周运动的线速度大小。问题反馈：【习题巩固】完成目标测试卷19页4题参考目标测试卷16页11题2、如图所示，水平转盘上放一小木块。转速为60r/min时，木块离轴8cm恰好与转盘无相对滑动，当转速增加到120r/min时，为使小木块刚好与转盘保持相对静止，那么木块应放在离轴多远的地方？问题反馈：【习题巩固】完成目标测试卷17页5题目标测试卷15页6题3、如图8所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直（绳上张力为零）。物体和转盘间最大静摩擦力是其对转盘正压力的μ倍。求：（1）绳刚好被拉直（绳上张力为零）时转盘的角速度（2）当转盘角速度ω1

7、＝时，细绳的拉力T1。（3）当转盘角速度ω2＝时，细绳的拉力T2。问题反馈：【习题巩固】思考练习册27页例题54．如图5—7所示，物体与圆筒壁的动摩擦因数为，圆筒的半径为R，若要物体不滑下，圆筒的角速度至少为：（）A.B.C.D.【习题巩固】完成练习册29页5题5.如图5—6所示A、B、C三个物体放在旋转圆台上，动摩擦因数均为，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴为R,C离轴为2R，则当圆台旋转时，（设A、B、C都没有滑动）：（）A.C物的向心加速