高一物理圓周運(yùn)動(dòng)的案例分析

1、23圓周運(yùn)動(dòng)的案例分析圓周運(yùn)動(dòng)的案例分析核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練2.3課標(biāo)定位課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解向心力的來(lái)源，并能對(duì)具體實(shí)例進(jìn)理解向心力的來(lái)源，并能對(duì)具體實(shí)例進(jìn)行分析和計(jì)算行分析和計(jì)算2掌握牛頓第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用掌握牛頓第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用3通過(guò)具體分析生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，掌握處理通過(guò)具體分析生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，掌握處理這類(lèi)問(wèn)題的思路和方法這類(lèi)問(wèn)題的思路和方法重點(diǎn)難點(diǎn)：豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，列車(chē)轉(zhuǎn)彎及重點(diǎn)難點(diǎn)：豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，列車(chē)轉(zhuǎn)彎及拱形橋問(wèn)題拱形橋問(wèn)題課前自主學(xué)案課前自主學(xué)

2、案一、分析游樂(lè)場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)一、分析游樂(lè)場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)1受力分析受力分析(1)過(guò)山車(chē)在軌道頂部時(shí)要受到過(guò)山車(chē)在軌道頂部時(shí)要受到_和軌道對(duì)車(chē)的和軌道對(duì)車(chē)的_作用，這兩個(gè)力的作用，這兩個(gè)力的_提供過(guò)山車(chē)做圓提供過(guò)山車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力周運(yùn)動(dòng)的向心力(2)當(dāng)過(guò)山車(chē)恰好經(jīng)過(guò)軌道頂部時(shí)，彈力為零，此時(shí)當(dāng)過(guò)山車(chē)恰好經(jīng)過(guò)軌道頂部時(shí)，彈力為零，此時(shí)_提供向心力提供向心力重力重力彈力彈力合力合力重力重力臨界速度臨界速度壓力壓力思考感悟思考感悟在游樂(lè)場(chǎng)，我們乘坐過(guò)山車(chē)時(shí)，常常會(huì)被嚇得高聲在游樂(lè)場(chǎng)，我們乘坐過(guò)山車(chē)時(shí)，常常會(huì)被嚇得高聲尖叫，心驚膽戰(zhàn)，過(guò)山車(chē)能從高高的圓形軌道頂部尖叫，心驚膽戰(zhàn)，過(guò)山車(chē)能從高高的圓形軌道

3、頂部轟然而過(guò)，車(chē)與人卻不掉下來(lái)，這是為什么呢？轟然而過(guò)，車(chē)與人卻不掉下來(lái)，這是為什么呢？提示：提示：當(dāng)過(guò)山車(chē)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)當(dāng)過(guò)山車(chē)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，所需要的向心力由其重力和軌道對(duì)車(chē)的作用力時(shí)，所需要的向心力由其重力和軌道對(duì)車(chē)的作用力來(lái)提供來(lái)提供當(dāng)所需要的向心力大于或等于車(chē)的重力時(shí)，當(dāng)所需要的向心力大于或等于車(chē)的重力時(shí)，車(chē)與人就不會(huì)掉下來(lái)車(chē)與人就不會(huì)掉下來(lái)二、研究運(yùn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力二、研究運(yùn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力1自行車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)要向轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)側(cè)傾斜，由自行車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)要向轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)側(cè)傾斜，由_的作用力與的作用力與_的合力作為轉(zhuǎn)彎所的合力作為轉(zhuǎn)彎所需要的向心力需要的向心

4、力2汽車(chē)在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)由地面的汽車(chē)在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)由地面的_提提供向心力供向心力3火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力由火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力由_和鐵軌對(duì)火車(chē)和鐵軌對(duì)火車(chē)的的_的合力提供，其向心力方向沿的合力提供，其向心力方向沿_方向方向地面地面對(duì)車(chē)對(duì)車(chē)重力重力摩擦力摩擦力重力重力支持力支持力水平水平核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)1乘坐游樂(lè)園的翻滾過(guò)山車(chē)，質(zhì)量為乘坐游樂(lè)園的翻滾過(guò)山車(chē)，質(zhì)量為m的人隨車(chē)的人隨車(chē)在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A車(chē)在最高點(diǎn)時(shí)，車(chē)在軌道內(nèi)側(cè)，人處于倒坐狀車(chē)在最高點(diǎn)時(shí)，車(chē)在軌道內(nèi)側(cè)，人

5、處于倒坐狀態(tài)，被保險(xiǎn)帶拉住，沒(méi)有保險(xiǎn)帶，人就會(huì)掉下來(lái)態(tài)，被保險(xiǎn)帶拉住，沒(méi)有保險(xiǎn)帶，人就會(huì)掉下來(lái)B人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一定小于一定小于mgC人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力等于人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力等于mgD人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于mg在火車(chē)轉(zhuǎn)彎處，外軌高于內(nèi)軌，如圖在火車(chē)轉(zhuǎn)彎處，外軌高于內(nèi)軌，如圖235所示，所示，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力由重力和彈力的合力提供否轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力由重力和彈力的合力提供否則，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向心力應(yīng)由外軌對(duì)車(chē)輪的壓力提供，則，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向心力應(yīng)由外軌對(duì)車(chē)輪的壓力提供，而這樣對(duì)車(chē)軌會(huì)造成損壞

6、，車(chē)速大時(shí)，容易出事而這樣對(duì)車(chē)軌會(huì)造成損壞，車(chē)速大時(shí)，容易出事故故2彎道的行駛速度彎道的行駛速度設(shè)車(chē)軌間距為設(shè)車(chē)軌間距為L(zhǎng)，兩軌高度差為，兩軌高度差為h，轉(zhuǎn)彎半徑為，轉(zhuǎn)彎半徑為R，質(zhì)量為質(zhì)量為m的火車(chē)運(yùn)行時(shí)應(yīng)當(dāng)有多大的速度？的火車(chē)運(yùn)行時(shí)應(yīng)當(dāng)有多大的速度？火車(chē)無(wú)擠壓作用火車(chē)無(wú)擠壓作用(2)當(dāng)火車(chē)行駛速度當(dāng)火車(chē)行駛速度vv0時(shí)，外軌道對(duì)火車(chē)輪緣有時(shí)，外軌道對(duì)火車(chē)輪緣有擠壓作用擠壓作用(3)當(dāng)火車(chē)行駛速度當(dāng)火車(chē)行駛速度vv0時(shí)，內(nèi)軌道對(duì)火車(chē)輪緣有時(shí)，內(nèi)軌道對(duì)火車(chē)輪緣有擠壓作用擠壓作用即時(shí)應(yīng)用即時(shí)應(yīng)用 (即時(shí)突破，小試牛刀即時(shí)突破，小試牛刀)2火車(chē)在拐彎時(shí)，對(duì)于向心力的分析，正確的火車(chē)在拐彎時(shí)，對(duì)于向

7、心力的分析，正確的是是()A由于火車(chē)本身作用而產(chǎn)生了向心力由于火車(chē)本身作用而產(chǎn)生了向心力B主要是由于內(nèi)外軌的高度差的作用，車(chē)身略主要是由于內(nèi)外軌的高度差的作用，車(chē)身略有傾斜，車(chē)身所受重力的分力產(chǎn)生了向心力有傾斜，車(chē)身所受重力的分力產(chǎn)生了向心力C火車(chē)在拐彎時(shí)的速率小于規(guī)定速率時(shí)，內(nèi)軌將給火車(chē)在拐彎時(shí)的速率小于規(guī)定速率時(shí)，內(nèi)軌將給火車(chē)側(cè)壓力，側(cè)壓力就是向心力火車(chē)側(cè)壓力，側(cè)壓力就是向心力D火車(chē)在拐彎時(shí)的速率大于規(guī)定速率時(shí)，外軌將給火車(chē)在拐彎時(shí)的速率大于規(guī)定速率時(shí)，外軌將給火車(chē)側(cè)壓力，側(cè)壓力作為火車(chē)拐彎時(shí)向心力的一部分火車(chē)側(cè)壓力，側(cè)壓力作為火車(chē)拐彎時(shí)向心力的一部分解析：解析：選選D.火車(chē)正常拐彎時(shí)，重

8、力和支持力的合力提火車(chē)正常拐彎時(shí)，重力和支持力的合力提供向心力，故供向心力，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)拐彎速率大于規(guī)定速選項(xiàng)錯(cuò)；當(dāng)拐彎速率大于規(guī)定速率時(shí)，外軌對(duì)火車(chē)有側(cè)壓力作用；當(dāng)拐彎速率小于規(guī)率時(shí)，外軌對(duì)火車(chē)有側(cè)壓力作用；當(dāng)拐彎速率小于規(guī)定速率時(shí)，內(nèi)軌對(duì)火車(chē)有側(cè)壓力作用，此時(shí)，火車(chē)拐定速率時(shí)，內(nèi)軌對(duì)火車(chē)有側(cè)壓力作用，此時(shí)，火車(chē)拐彎所需的向心力是重力、支持力和側(cè)壓力的合力來(lái)提彎所需的向心力是重力、支持力和側(cè)壓力的合力來(lái)提供，故供，故C錯(cuò)，錯(cuò)，D對(duì)對(duì)課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練拱形橋問(wèn)題分析拱形橋問(wèn)題分析 汽車(chē)質(zhì)量為汽車(chē)質(zhì)量為1.5104 kg，以不變的速率先，以不變的速率先后駛過(guò)凹形橋面和凸形橋面，橋面圓

9、弧半徑都為后駛過(guò)凹形橋面和凸形橋面，橋面圓弧半徑都為15 m，如果凹形橋面承受的最大壓力不得超過(guò)，如果凹形橋面承受的最大壓力不得超過(guò)2.0105 N，汽車(chē)允許的最大速率是多少？汽車(chē)，汽車(chē)允許的最大速率是多少？汽車(chē)以此速率駛過(guò)凸形橋面的最小壓力是多少？以此速率駛過(guò)凸形橋面的最小壓力是多少？圖圖236圖圖237【答案答案】7.07 m/s1.0105 N機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)彎問(wèn)題分析機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)彎問(wèn)題分析 如圖如圖238所示，某游樂(lè)場(chǎng)里的賽車(chē)場(chǎng)地所示，某游樂(lè)場(chǎng)里的賽車(chē)場(chǎng)地為圓形，半徑為為圓形，半徑為100 m，一賽車(chē)和選手的總質(zhì)量為，一賽車(chē)和選手的總質(zhì)量為100 kg，車(chē)輪與地面間的最大靜摩擦力為，車(chē)輪與地面間的最大靜摩擦力為600 N.(1)若賽車(chē)的速度達(dá)到若賽車(chē)的速度達(dá)到72 km/h，這輛車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程，這輛車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)移？中會(huì)不會(huì)發(fā)生側(cè)移？(2)若將場(chǎng)地建成外高內(nèi)低的圓形，且傾角為若將場(chǎng)地建成外高內(nèi)低的圓形，且傾角為30，并假設(shè)車(chē)輪和地面之間的最大靜摩擦力不變，為并假設(shè)車(chē)輪和地面之間的最大靜摩擦力不變