生活中的圆周运动 (2).doc

江安中学高一物理活动单 曲线运动58生活中的圆周运动活动目标：1、知道生活中常见圆周运动，会分析常见圆周运动向心力来源2、知道离心运动及其产生的原因，知道离心现象的一些应用和可能带来的危害3、进一步理解向心力的概念，明确匀速圆周运动的产生条件，掌握向心力公式的应用活动一：通过分析火车转弯时受力特征寻找向心力的来源，了解转弯处铁轨的铺设特点1.内外轨道一样高受力分析：向心力来源：向心力的大小：（设转弯半径为r，火车质量为m，转弯时速率为v）弊端：思考：怎样才能减小轮缘和铁轨相互挤压的力而又能产生使火车转弯所需要的向心力?2.外轨略高于内轨受力分析：向心力来源：模型研究：如图所示，内外轨间的距离为L，内外轨的高度差为h，火车转弯的半径为R，则质量为m的火车转弯时，使内外轨均不受力的最佳运行速率应为多大 ?归纳与讨论：训练1.在某转弯处，规定火车行驶速率为v0，则下列说法中正确的是（ ）A 当火车以速率v0行驶时，火车的重力与支持力的合力方向一定沿水平方向B 当火车行驶速率vv0时，火车对外轨有向外的侧向压力C 当火车行驶速率vv0时，火车对内轨有向内的侧向压力D 当火车行驶速率vv0时，火车对内轨有向内的侧向压力注意：当火车转弯时行使速度不等于v0时，其向心力的变化可以由内外轨道对轮缘侧压力自我调节，但调节程度不宜过大，以免损坏导轨思维拓展：赛车场上，若减少水平弯道处事故，你怎样设计转弯处的路面?训练2高速公路转弯处，若路面向着圆心处是倾斜的，要求汽车在该处转弯时沿倾斜路面没有上下滑动的趋势，在车速v=15m/s的情况下，路面的倾角应多大？（已知转弯半径R=100m）活动二：通过汽车过桥、水流星、过山车等模型认识竖直平面内的圆周运动模型1：汽车过桥（1）分析汽车过通过拱形桥最高点时，车对桥的压力训练3汽车以10m/s的速度在水平路面上匀速行驶，汽车对路面的压力为4104N，该汽车以同样的速率驶过半径为R=40m的凸形桥顶时，汽车对桥面的压力为 N（g=10m/s2）训练4一辆质量为4 t的汽车驶过半径为50 m的凸形桥面时，始终保持5 m/s的速率.汽车所受的阻力为车与桥面压力的0.05倍.通过桥的最高点时汽车牵引力是多少？(g=10 m/s2)探究：为了减少交通事故，你能否求出汽车过凸形桥的最大速度？（2）分析汽车过“凹型桥”最低点时，车对桥的压力训练5.汽车通过凹行桥最低点时（ ）A 汽车对桥的压力大于汽车的重力B 汽车的速度越大，汽车对桥的压力越小C 当汽车的速度达到一定值时，汽车对桥的压力可以为零D 汽车的速度越大，汽车对桥的压力越大探究：汽车有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？模型2：“水流星”原理训练6杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m0.5 kg，绳长l60 cm，求：（1）最高点水不流出的最小速率；（2）水在最高点速率v3 m/s时，水对桶底的压力。变式：“过山车”原理人在最高点不掉下来的最小速度为多少？ 【课堂反馈】训练7.如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则（ ）A.球A的线速度一定大于球B的线速度B.球A