高一物理必修二二單元教案：生活中的圓周運(yùn)動

9/9高一物理必修二二單元教案：生活中的圓周運(yùn)動【】感謝您對查字典物理網(wǎng)高一物理教案欄目的關(guān)注,小編特意在此發(fā)布了此文高一物理必修二二單元教案：生活中的圓周運(yùn)動在2019年查字典物理網(wǎng)也會更多的為您發(fā)布更好的文章,感謝您對查字典物理網(wǎng)的支持與關(guān)注,希望此文能給您帶來幫助。本文題目：高一物理必修二二單元教案：生活中的圓周運(yùn)動生活中的圓周運(yùn)動學(xué)案(人教版必修2)1.火車轉(zhuǎn)彎時實(shí)際是在做圓周運(yùn)動,因而具有____________,需要__________.如果轉(zhuǎn)彎時內(nèi)外軌一樣高,那么由____________________提供向心力,這樣,鐵軌和車輪易受損.如果轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌,火車轉(zhuǎn)彎時鐵軌對火車的支持力不再是豎直向上的,而是________________,它與重力的合力指向________,為火車提供了一局部向心力,減輕了輪緣與外軌的擠壓.適當(dāng)設(shè)計內(nèi)外軌的高度差,使火車以規(guī)定的速度行駛時,轉(zhuǎn)彎需要的向心力幾乎完全由________________________提供.2.當(dāng)汽車以相同的速率分別行駛在凸形橋的最高點(diǎn)和凹形橋的最低點(diǎn)時,汽車對橋的壓力的區(qū)別如下表所示.內(nèi)容工程凸形橋凹形橋受力分析圖以a方向?yàn)檎较?根據(jù)牛頓第二定律列方程mg-FN1=mv2rFN1=mg-mv2rFN2-mg=mv2rFN2=mg+mv2r牛頓第三定律FN1=FN1=mg-mv2rFN2=FN2=mg+mv2r討論v增大,FN1減小;當(dāng)v增大到gr時,FN1=0v增大,FN2增大,只要v0,FN1由列表比擬可知,汽車在凹形橋上行駛對橋面及輪胎損害大,但在凸形橋上,最高點(diǎn)速率不能超過________.當(dāng)汽車以vgr的速率行駛時,將做__________,不再落到橋面上.3.(1)航天器中的物體做圓周運(yùn)動需要的向心力由__________提供.(2)當(dāng)航天器的速度____________時,航天器所受的支持力FN=0,此時航天器及其內(nèi)部的物體處于__________狀態(tài).4.(1)離心現(xiàn)象：如果一個正在做勻速圓周運(yùn)動的物體在運(yùn)動過程中向心力突然消失或合力缺乏以提供所需的向心力時,物體就會沿切線方向飛出或________圓心運(yùn)動,這就是離心現(xiàn)象.離心現(xiàn)象并非受離心力作用的運(yùn)動.(2)做圓周運(yùn)動的物體所受的合外力F合指向圓心,且F合=mv2r,物體做穩(wěn)定的________________;所受的合外力F合突然增大,即F合mv2/r時,物體就會向內(nèi)側(cè)移動,做________運(yùn)動;所受的合外力F合突然減小,即F合做________運(yùn)動,所受的合外力F合=0時,物體做離心運(yùn)動,沿切線方向飛出.5.勻速圓周運(yùn)動、離心運(yùn)動、向心運(yùn)動比擬：勻速圓周運(yùn)動離心運(yùn)動向心運(yùn)動受力特點(diǎn)________等于做圓周運(yùn)動所需的向心力合外力__________或者_(dá)_______提供圓周運(yùn)動所需的向心力合外力________做圓周運(yùn)動所需的向心力圖示力學(xué)方程F____mr2F____mr2(或F=0)F____mr2【概念規(guī)律練】知識點(diǎn)一火車轉(zhuǎn)彎問題1.在某轉(zhuǎn)彎處,規(guī)定火車行駛的速率為v0,那么以下說法中正確的選項是()A.當(dāng)火車以速率v0行駛時,火車的重力與支持力的合力方向一定沿水平方向B.當(dāng)火車的速率vv0時,火車對外軌有向外的側(cè)向壓力C.當(dāng)火車的速率vv0時,火車對內(nèi)軌有向內(nèi)的擠壓力D.當(dāng)火車的速率v2.修鐵路時,兩軌間距是1435mm,某處鐵路轉(zhuǎn)彎的半徑是300m,假設(shè)規(guī)定火車通過這里的速度是72km/h.請你運(yùn)用學(xué)過的知識計算一下,要想使內(nèi)外軌均不受輪緣的擠壓,內(nèi)外軌的高度差應(yīng)是多大?知識點(diǎn)二汽車過橋問題3.汽車駛向一凸形橋,為了在通過橋頂時,減小汽車對橋的壓力,司機(jī)應(yīng)()A.以盡可能小的速度通過橋頂B.適當(dāng)增大速度通過橋頂C.以任何速度勻速通過橋頂D.使通過橋頂?shù)南蛐募铀俣缺M可能小4.如圖1所示,圖1質(zhì)量m=2.0104kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面,兩橋面的圓弧半徑均為20m.如果橋面承受的壓力不得超過3.0105N,那么：(1)汽車允許的最大速率是多少?(2)假設(shè)以所求速度行駛,汽車對橋面的最小壓力是多少?(g取10m/s2)知識點(diǎn)三圓周運(yùn)動中的超重、失重現(xiàn)象5.在下面所介紹的各種情況中,哪種情況將出現(xiàn)超重現(xiàn)象()①小孩蕩秋千經(jīng)過最低點(diǎn)②汽車過凸形橋③汽車過凹形橋④在繞地球做勻速圓周運(yùn)動的飛船中的儀器A.①②B.①③C.①④D.③④知識點(diǎn)四離心運(yùn)動6.以下關(guān)于離心現(xiàn)象的說法正確的選項是()A.當(dāng)物體所受的離心力大于向心力時產(chǎn)生離心現(xiàn)象B.做勻速圓周運(yùn)動的物體,當(dāng)它所受的一切力都突然消失后,物體將做背離圓心的圓周運(yùn)動C.做勻速圓周運(yùn)動的物體,當(dāng)它所受的一切力都突然消失后,物體將沿切線方向做勻速直線運(yùn)動D.做勻速圓周運(yùn)動的物體,當(dāng)它所受的一切力都突然消失后,物體將做曲線運(yùn)動7.圖2如圖2所示,光滑水平面上,小球m在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動,假設(shè)小球運(yùn)動到P點(diǎn)時,拉力F發(fā)生變化,以下關(guān)于小球運(yùn)動情況的說法正確的選項是()A.假設(shè)拉力突然消失,小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動B.假設(shè)拉力突然變小,小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動C.假設(shè)拉力突然變小,小球?qū)⒖赡苎剀壽EPb做離心運(yùn)動D.假設(shè)拉力突然變大,小球?qū)⒖赡苎剀壽EPc做向心運(yùn)動【方法技巧練】豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動問題的分析方法8.如圖3所示,圖3小球m在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動,以下說法中正確的選項是()A.小球通過最高點(diǎn)時的最小速度是v=gRB.小球通過最高點(diǎn)時的最小速度為0C.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動時內(nèi)側(cè)管壁對小球一定無作用力D.小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動時外側(cè)管壁對小球一定無作用力圖49.雜技演員在做水流星表演時,用一根細(xì)繩系著盛水的杯子,掄起繩子,讓杯子在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動.如圖4所示,杯內(nèi)水的質(zhì)量m=0.5kg,繩長l=60cm.求：(1)在最高點(diǎn)水不流出的最小速率.(2)水在最高點(diǎn)速率v=3m/s時,水對杯底的壓力大小.參考答案課前預(yù)習(xí)練1.向心加速度向心力外軌對輪緣的彈力斜向彎道的內(nèi)側(cè)圓心重力G和支持力FN的合力2.gr平拋運(yùn)動3.(1)萬有引力(2)等于gR完全失重4.(1)遠(yuǎn)離(2)勻速圓周運(yùn)動向心離心5.合外力突然消失缺乏以大于=課堂探究練1.ABD2.0.195m解析火車在轉(zhuǎn)彎時所需的向心力由火車所受的重力和軌道對火車支持力的合力提供的,如下圖,圖中h為兩軌高度差,d為兩軌間距,mgtan=mv2r,tan=v2gr,又由于軌道平面和水平面間的夾角一般較小,可近似認(rèn)為：tansin=hd.因此：hd=v2gr,那么h=v2dgr=2021.4359.8300m=0.195m.點(diǎn)評近似計算是此題的關(guān)鍵一步,即當(dāng)角度很小時：sintan.3.B4.(1)10m/s(2)105N解析(1)汽車在凹形橋底部時對橋面壓力最大,由牛頓第二定律得：FN-mg=mv2maxr.代入數(shù)據(jù)解得vmax=10m/s.(2)汽車在凸形橋頂部時對橋面壓力最小,由牛頓第二定律得：mg-FN=mv2r.代入數(shù)據(jù)解得FN=105N.由牛頓第三定律知汽車對橋面的最小壓力等于105N.點(diǎn)評(1)汽車行駛時,在凹形橋最低點(diǎn),加速度方向豎直向上,汽車處于超重狀態(tài),故對橋面的壓力大于重力;在凸形橋最高點(diǎn),加速度方向豎直向下,處于失重狀態(tài),故對橋面的壓力小于重力.(2)汽車在拱形橋的最高點(diǎn)對橋面的壓力小于或等于汽車的重力.①當(dāng)v=gR時,FN=0.②當(dāng)vgR時,汽車會脫離橋面,發(fā)生危險.③當(dāng)0v5.B[物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,受重力和拉力(支持力)的作用,假設(shè)向心加速度向下,那么mg-FN=mv2R,有FNmg,物體處于超重狀態(tài);假設(shè)mg=mv2R,那么FN=0.]點(diǎn)評物體在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動時,在最高點(diǎn)處于失重狀態(tài);在最低點(diǎn)處于超重狀態(tài).6.C[物體之所以產(chǎn)生離心現(xiàn)象是由于F合=F向7.ACD[由F=mv2r知,拉力變小,F不能提供所需向心力、r變大、小球做離心運(yùn)動;反之,F變大,小球做向心運(yùn)動.]8.BC[小球沿管道做圓周運(yùn)動的向心力由重力及管道對小球的支持力的合力沿半徑方向的分力提供.由于管道的內(nèi)、外壁都可以提供支持力,因此過最高點(diǎn)的最小速度為0,A錯誤,B正確;小球在水平線ab以下受外側(cè)管壁指向圓心的支持力作用,C正確;在ab線以上是否受外側(cè)管壁的作用力由速度大小決定,D錯誤.]9.(1)2.42m/s(2)2.6N解析(1)在最高點(diǎn)水不流出的條件是水的重力不大于水做圓周運(yùn)動所需要的向心力,即mgmv2l,那么所求最小速率v0=lg=0.69.8m/s=2.42m/s.(2)當(dāng)水在最高點(diǎn)的速率大于v0時,只靠重力已缺乏以提供向心力,此時水杯底對水有一豎直向下的力,設(shè)為FN,由牛頓第二定律有FN+mg=mv2l即FN=mv2l-mg=2.6N由牛頓第三定律知,水對杯底的作用力FN=FN=2.6N,方向豎直向上.方法總結(jié)對于豎直面