高中物理 生活中的圓周運動素材 新人教版必修

1、2010年高中物理 生活中的圓周運動導學案【學習目標】1進一步掌握各種圓周運動中向心力的來源。2理解車輛轉彎問題的向心力分析。3理解車輛過橋問題的向心力分析。教學重點1.理解向心力是一種效果力.2.在具體問題中能找到向心力，并結合牛頓運動定律求解有關問題.教學難點1.具體問題中向心力的來源.2.關于對臨界問題的討論和分析.3.對變速圓周運動的理解和處理.【自主學習】復習思考：勻速圓周運動中，誰提供向心力？變速圓周運動中，誰提供向心力？怎樣找向心力？ 一、 火車轉彎問題首先觀察火車輪緣和鐵軌的外形1火車轉彎時的運動特點：火車轉彎時做的是_運動，因而具有向心加速度，需要_。若內外軌等高，誰提供向心

2、力？有何弊病？如何解決？實際中火車轉彎時誰提供向心力？對車速有何要求？GF合FN2為了消除火車車輪對路軌的側向壓力，鐵路彎道處內、外軌不在同一水平面上，即_高、_低。其高度差是根據轉彎處軌道的半徑和規(guī)定的行駛速度而設計的。 3計算規(guī)定速度：設火車質量m、軌道平面傾角、軌道轉彎處半徑r、規(guī)定的車速v，則應有 （寫出表達式）4.在轉彎處：(1)若列車行駛的速率等于規(guī)定速度，則兩側軌道都不受車輪對它的側向壓力(2)若列車行駛的速率大于規(guī)定速度，則_軌必受到車輪對它向_的壓力（填“內”或“外”）.(3)若列車行駛的速率小于規(guī)定速度，則_軌必受到車輪對它向_的壓力（填“內”或“外”）.二、 拱形橋1 汽

3、車在凸形橋的最高點時，誰提供向心力？請寫出對應的表達式。（設橋的半徑是r，汽車的質量是m，車速為v，支持力為FN）支持力FN_重力Gv越大，則壓力_，當v=_時，壓力=0。2 汽車在凹形橋的最低點時，誰提供向心力？請寫出對應的表達式。設橋的半徑是r，汽車的質量是m，車速為v，支持力為FN。支持力FN_重力Gv越大，則壓力_。三、航天器中的失重現象復習：超重的條件是什么？失重的條件是什么？完全失重的條件又是什么？1近地做勻速圓周運動的航天器中，物體的向心力由誰提供？ （1）v= 時，航天員（或物體）對航天器無壓力，航天員處于_狀態(tài)。（2）任何關閉了發(fā)動機又不受_的飛行器，都是一個_的環(huán)境。2把航

4、天器失重的原因說成是它離地球太遠，從而擺脫了地球引力，是 的。四、離心運動(1）定義：做圓周運動的物體，在合外力突然消失時，將會 ；如果合外力未消失，但合力不足以提供它做圓周運動所需的向心力時，將會做逐漸_圓心的運動，這種運動叫離心運動.（2）向心運動：做圓周運動的物體，當其所受的沿徑向的合外力_于物體所需的向心力時，物體會逐漸_ 圓心.（3）離心現象的本質是物體慣性的表現。（4）離心運動的應用例子有：洗衣機的脫水筒和利用離心現象制作棉花糖等等。【問題思考】結合生活實際，舉出物體做離心運動的例子。在這些例子中，離心運動是有益的還是有害的？你能說出這些例子中離心運動是怎樣發(fā)生的嗎？【例題解析】例

5、1、火車以某一速度v通過某彎道時，內、外軌道均不受側壓力作用，下面分析正確的是（ ）A.軌道半徑R=v2/gB.若火車速度大于v時，外軌將受到側壓力作用，其方向平行軌道平面向外C.若火車速度小于v時，外軌將受到側壓力作用，其方向平行軌道平面向內D.當火車質量改變時，安全速率也將改變例2、有一輛質量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為50m的拱橋。（g取10m/s2）（1）汽車到達橋頂時速度為5m/s，汽車對橋的壓力是多大？（2）汽車以多大速度經過橋頂時便恰好對橋沒有壓力而騰空？（3）汽車對地面的壓力過小是不安全的.因此從這個角度講，汽車過橋時的速度不能過大。對于同樣的車速，拱橋圓弧的半徑大些比較

6、安全，還是小些比較安全？（4）如果拱橋的半徑增大到與地球半徑一樣，汽車要在地面上騰空，速度要多大？（已知地球半徑為6400km）例3、飛行員的質量為m，駕駛飛機在豎直平面內以速度v做勻速圓周運動，在其運動圓周的最高點和最低點，飛行員對座椅產生的壓力是（ ）A.在最低點比在最高點大2mv2/R B.相等C.在最低點比在最高點大2mg D.最高點的壓力大些【當堂達標】1、如圖687所示，汽車以一定的速度經過一個圓弧形橋面的頂點時，關于汽車的受力及汽車對橋面的壓力情況，以下說法正確的是 ( ) A.在豎直方向汽車受到三個力：重力、橋面的支持力和向心力 B.在豎直方向汽車只受兩個力：重力和橋面的支持力

7、 C.汽車對橋面的壓力小于汽車的重力 D汽車對橋面的壓力大于汽車的重力2、在高速公路的拐彎處，路面造得外高內低，即當車向右拐彎時，司機左側路面比右側的要高一些，路面與水平面間的夾角為，設拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進方向）摩擦力等于零，應滿足什么條件？3、汽車的速度是72km/h，過凸橋最高點時，對橋的壓力是車重的一半，則橋面的半徑為_m，當車速為_m/s時，車對橋面最高點的壓力恰好為零.(g取10m/s2)4、一細繩拴一質量m100 g的小球，在豎直平面內做半徑R=40 cm的圓周運動，取g10 ms2，求：(1)小球恰能通過圓周最高點時的速度；

8、(2)小球以v1=30 ms的速度通過圓周最低點時，繩對小球的拉力； (3)小球以v250ms的速度通過圓周最低點時，繩對小球的拉力5、質量為m=0.02 kg的小球，與長為l0.4 m的不計質量的細桿一端連接，以桿的另一端為軸，在豎直面內做圓周運動，當小球運動到最高點，速度分別為v1=0，v2=l ms，v32 ms，v4=4 ms時，桿分別對小球施加什么方向的力?大小如何?【課后測評】1、一質量為m的小物塊沿半徑為R的圓弧軌道下滑，滑到最低點時的速度為v，若小物塊與軌道間的動摩擦因數為，則當小物塊滑到最低點時所受到的摩擦力為（ ）A.mg B.mv2/R C.m(g+ v2/R) D.m(

9、g- v2/R)2、細桿的一端與小球相連，可繞過另一端的水平軸自由轉動，先給小球一初速度，使它在豎直平面內做圓周運動。a、b分別表示小球軌道的最低點和最高點,則桿對小球的作用力可能是：（ ）Aa處為拉力 b處為拉力 B. a 處為拉力 b處為推力C. a 處為推力 b處為拉力 Da處為推力 b處為拉力3、如圖所示，細桿的一端與一小球相連，可繞過O點的水平軸自由轉動，細桿長0.5 m，小球質量為3.0 kg.?，F給小球一初速度，使它做圓周運動，若小球通過軌道最低點a處的速度為va4 m/s，通過軌道最高點b處的速度為vb2 m/s，取g10 m/s2，則小球在最低點和最高點時對細桿作用力的情況是（ ）A.a處是拉力，豎直向上，大小為126 NB.a處是拉力，豎直向下，大小為126 NC.b處是拉力，豎直向上，大小為6 ND.b處是拉力，豎直向下，大小為6 N4、如右下圖所示的圓錐擺運動，以下說法正確的是（ ）A.在繩長固定時，當轉動角速度增為原來的2倍時，繩子的張力增大為原來的4倍B.在繩長固定時，當轉速增為原來的4倍時，繩子的張力增大為原來的4倍C.當角速度一定時，繩子越短越易斷D.當線速度一定時，繩子越長越易斷5、某人為了測定一個凹形橋的半徑，在乘汽車通過凹橋最低點時，他注意到車上的速度計示數為72 km/h，懸掛1 kg鉤碼的彈簧秤的示數為11.8 N，則橋的半徑為多大?（