浙江省临海市第六中学高中物理 5.7生活中的圆周运动学案（无答案）新人教版必修2.doc

57 生活中的圆周运动导学案一、学习目标1能定性分析火车外轨比内轨高的原因2能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题3知道航天器中的失重现象的本质4知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止5会用牛顿第二定律分析圆周运动6进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用二、重点难点1能定性分析火车外轨比内轨高的原因2能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题三、预习导引一、 铁路的弯道:1. 火车在弯道上的特点：火车在弯道上运动时实际做 ，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，需要很大的 ，如果转弯处内外轨一样高， 对轮缘的弹力就是火车转弯的向心力，轮缘与外轨间的作用力 ，铁轨与轮缘极易受损，故实际在转弯处，火车的外轨 内轨。 2. 向心力的来源：内外轨高度差：依据 和 ，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力由 和 的合力来提供。二、拱形桥：1向心力来源（最高点和最低点）：汽车做圆周运动， 和的合力提供向心力。2. 动力学关系：（1）如图所示，汽车在凸形桥的最高点时，满足的关系为 = ， = ，由牛顿第三定律可知汽车对桥面的压力大小等于支持力，因此汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力 重力，当v= 时，其压力为零。 （2）如图所示，汽车经过凹形桥的最低点时，满足的关系为 = ， = ，汽车对桥的压力大小 ，汽车过凹形桥时，对桥的压力 重力。 （3）转速、 不变三、航天器中的失重现象：1. 航天器在近地轨道的运动（1）以航天器，重力充当向心力，满足的关系为 ，航天器的速度v= 。（2）对航天员，由重力和座椅的支持力提供向心力，满足的关系为 = 由此可知fn=0，航天员处于 状态，对座椅 。（3）航天器内的任何物体之间 压力。2. 对失重现象的认识 航天器内的任何物体都处于 状态，但并不是物体不受重力，正因为受到重力作用才使航天器连同其中的乘员 运动。四、离心运动1. 定义：物体沿切线飞出或做逐渐 的运动。2. 原因：向心力突然消失或合外力不足以提供所需 。【课内探究】火车在弯道上运行的问题1. 火车转弯的特点在实际的火车转弯处，外轨高于内轨，火车转弯所需的向心力的来源？2. 明确圆周平面3. 速度与轨道压力的关系 当火车行驶速度v等于规定速度v 时，所需向心力完全由 提供，此时内外轨对火车无挤压作用 当火车行驶速度v与规定速度v 不相等时 当火车行驶速度v v 时， 轨道对轮缘有侧压力 当火车行驶速度v v 时， 轨道对轮缘有侧压力课堂小结：1、知识方面2、方法方面四、典型习题1. 火车转弯做圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速通过弯道做圆周运动，下列说法正确的是（ ）a火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外轨容易磨损b火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内轨容易磨损c火车能过弯道向心力的来源是火车的重力，所以内外轨道均不磨损d以上三种说法都是错误的2. 如图，光滑的水平面上，小球m在拉力f作用下做匀速圆周运动，若小球到达p点时拉力f突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是（ ）af突然消失，小球将沿轨迹pa做离心运动bf突然变小，小球将沿轨迹pa做离心运动cf突然变大，小球将沿轨迹pb做离心运动df突然变小，小球将沿轨迹pc逐渐靠近圆心3. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（ ）a可以用天平测量