【优化方案】高中物理 第2章2.3 圆周运动的案例分析课件 沪科必修2

2．3圆周运动的案例分析

核心要点突破课堂互动讲练课前自主学案知能优化训练2.3课标定位学习目标：1.理解向心力的来源，并能对具体实例进行分析和计算．2．掌握牛顿第二定律在圆周运动中的应用．3．通过具体分析生活中的圆周运动问题，掌握处理这类问题的思路和方法．重点难点：竖直面内的圆周运动问题，列车转弯及拱形桥问题．课标定位课前自主学案一、分析游乐场中的圆周运动1．受力分析(1)过山车在轨道顶部时要受到_______和轨道对车的________作用，这两个力的_______提供过山车做圆周运动的向心力．(2)当过山车恰好经过轨道顶部时，弹力为零，此时_______提供向心力．重力弹力合力重力临界速度压力思考感悟在游乐场，我们乘坐过山车时，常常会被吓得高声尖叫，心惊胆战，过山车能从高高的圆形轨道顶部轰然而过，车与人却不掉下来，这是为什么呢？提示：当过山车在竖直面内做圆周运动到达最高点时，所需要的向心力由其重力和轨道对车的作用力来提供．当所需要的向心力大于或等于车的重力时，车与人就不会掉下来．二、研究运动物体转弯时的向心力1．自行车转弯时要向转弯处的内侧倾斜，由____________的作用力与________的合力作为转弯所需要的向心力．2．汽车在水平路面上转弯时由地面的________提供向心力．3．火车转弯时的向心力由_______和铁轨对火车的___________的合力提供，其向心力方向沿_______方向．地面对车重力摩擦力重力支持力水平核心要点突破即时时应应用用(即时时突突破破，，小小试试牛牛刀刀)1．乘坐坐游游乐乐园园的的翻翻滚滚过过山山车车，，质质量量为为m的人人随随车车在在竖竖直直平平面面内内旋旋转转时时，，下下列列说说法法中中正正确确的的是是()A．车在在最最高高点点时时，，车车在在轨轨道道内内侧侧，，人人处处于于倒倒坐坐状状态态，，被被保保险险带带拉拉住住，，没没有有保保险险带带，，人人就就会会掉掉下下来来B．人在在最最高高点点时时对对座座位位仍仍可可能能产产生生压压力力，，但但压压力力一一定定小小于于mgC．人在在最最低低点点时时对对座座位位的的压压力力等等于于mgD．人在在最最低低点点时时对对座座位位的的压压力力大大于于mg在火火车车转转弯弯处处，，外外轨轨高高于于内内轨轨，，如如图图2－3－5所示示，，转转弯弯时时所所需需的的向向心心力力由由重重力力和和弹弹力力的的合合力力提提供供．．否否则则，，转转弯弯时时所所需需向向心心力力应应由由外外轨轨对对车车轮轮的的压压力力提提供供，，而而这这样样对对车车轨轨会会造造成成损损坏坏，，车车速速大大时时，，容容易易出出事事故故．．2．弯弯道道的的行行驶驶速速度度设车车轨轨间间距距为为L，两两轨轨高高度度差差为为h，转转弯弯半半径径为为R，质质量量为为m的火火车车运运行行时时应应当当有有多多大大的的速速度度？？火车无挤压作作用．(2)当火车行驶速速度v>v0时，外轨道对对火车轮缘有有挤压作用．(3)当火车行驶速速度v<v0时，内轨道对对火车轮缘有有挤压作用．即时应用(即时突破，小小试牛刀)2．火车在在拐弯弯时，，对于于向心心力的的分析析，正正确的的是()A．由于火火车本本身作作用而而产生生了向向心力力B．主要是是由于于内外外轨的的高度度差的的作用用，车车身略略有倾倾斜，，车身身所受受重力力的分分力产产生了了向心心力C．火车在在拐弯弯时的的速率率小于于规定定速率率时，，内轨轨将给给火车车侧压压力，，侧压压力就就是向向心力力D．火车在在拐弯弯时的的速率率大于于规定定速率率时，，外轨轨将给给火车车侧压压力，，侧压压力作作为火火车拐拐弯时时向心心力的的一部部分解析：：选D.火车正正常拐拐弯时时，重重力和和支持持力的的合力力提供供向心心力，，故A、B选项错错；当当拐弯弯速率率大于于规定定速率率时，，外轨轨对火火车有有侧压压力作作用；；当拐拐弯速速率小小于规规定速速率时时，内内轨对对火车车有侧侧压力力作用用，此此时，，火车车拐弯弯所需需的向向心力力是重重力、、支持持力和和侧压压力的的合力力来提提供，，故C错，D对．课堂互动讲练拱形桥问题分析类型一例1汽车质质量为为1.5×104kg，以不不变的的速率率先后后驶过过凹形形桥面面和凸凸形桥桥面，，桥面面圆弧弧半径径都为为15m，如果果凹形形桥面面承受受的最最大压压力不不得超超过2.0×105N，汽车车允许许的最最大速速率是是多少少？汽汽车以以此速速率驶驶过凸凸形桥桥面的的最小小压力力是多多少？？图2－3－6图2－3－7【答案】7.07m/s1.0×105N机车转弯问题分析类型二例2如图2－3－8所示，某某游乐场场里的赛赛车场地地为圆形形，半径径为100m，一赛车车和选手手的总质质量为100kg，车轮与与地面间间的最大大静摩擦擦力为600N.(1)若赛车的的速度达达到72km/h，这辆车车在运动动过程中中会不会会发生侧侧移？(2)若将场地地建成外外高内低低的圆形形，且倾倾角为30°，并假设设车轮和和地面