生活中的圆周运动导学案.doc

生活中的圆周运动导学案 生活中的圆周运动导学案学习目标1.学会定性分析火车转弯过程中外轨高于内轨的原因.2.能够定量分析汽车过拱形桥最高点、凹形桥最低点时对桥面的压力,学会用牛顿第二定律分析圆周运动.3.知道航天器中完全失重现象的本质.4.知道离心运动及其产生条件,认识和体会圆周运动中的向心力来源和离心现象.自主探究1.铁路的弯道(1)火车在弯道上做 运动,其半径是沿着 方向的.由于其质量巨大,所以需要提供很大的 力. (2)如果内外轨一样高,则由 对轮缘的弹力提供向心力. (3)铁路弯道的特点: 略高于 . 铁轨对火车的支持力不是竖直向上的,而是 . 提供了火车转弯的向心力. （4）当火车以规定的速度Vo行驶时，轨道与轮缘间没有弹力，轮缘与铁轨不会受到挤压磨损，如下情况，哪侧会受到挤压磨损？ V Vo时， 轨道与轮缘会受到挤压磨损， V /span Vo时， 轨道与轮缘会受到挤压磨损。2.拱形桥向心力来源(最高点和最低点):汽车做圆周运动, 和 的合力提供向心力. 3.航天器中的失重问题(1)航天器在近地轨道运动 提供向心力,满足关系是 ,航天器的速度 . 对于航天员,由 提供向心力,满足关系是 . 由此可得:FN=0时,航天员处于 状态. (2)对失重现象的认识:航天器内的所有物体都处于 状态,但是并不是不受重力. 小组探究一、铁路的弯道水平面上的圆周运动观察火车及轨道的模型先独立思考,画图分析,后小组共同讨论下列问题,得到结论1.在平直轨道上匀速行驶的火车,其合力如何?2.在水平轨道上,火车转弯时,其合力方向如何?向心力的来源是什么?水平轨道上转弯会带来什么样的后果?3.如何改进才能够避免或减小这方面的后果?【归纳总结】1.火车转弯过程中,如果内外轨一样高,则由外轨对轮缘的弹力提供向心力.2.如果外轨高于内轨,则当速度达到一定的数值时,可以由重力和支持力的合力提供向心力.二、拱形桥竖直面内的圆周运动观察汽车过桥的模型,解决下列问题:1.汽车在水平路面上匀速行驶或静止,在竖直方向的受力情况如何?2.汽车过拱形桥到达最高点时,受力情况如何?此时桥对汽车的支持力与汽车所受的重力一样大吗?它们的合外力方向如何,在做什么运动?3.试分析如果汽车的速度不断增大,汽车的受力情况会怎样变化?如果汽车的速度过大会发生什么现象?4.用同样的方法分析汽车过凹形桥最低点的受力情况.5.前面我们曾经学习过超重和失重现象,那么试利用“超重、失重”的观点定性分析汽车在拱形桥最高点和凹形桥的最低点分别处于哪种状态?【归纳总结】1.汽车过拱形桥时对桥面的压力小于重力.2.汽车过凹形桥时对桥面的压力大于重力.三、航天器中的失重现象观看神舟十号太空授课视频后,解决下列问题1.宇宙飞船在做什么运动?2.飞船内的宇航员受力情况如何?他们处于什么状态?【归纳总结】宇宙飞船内的一切物体都处于完全失重状态.四、离心运动1.物体在做圆周运动时,提供向心力的力突然消失,物体会怎样运动?2.如果合力不足以提供向心力,物体又会怎样运动?3.什么是离心运动?有哪些应用?有哪些危害?【归纳总结】1.离心运动：做圆周运动的物体沿切线方向飞出或逐渐远离圆心的运动。2.做离心运动的原因：向心突然消失或合力不足以提供向心力。自主探究1.(1)圆周 水平 向心 (2)外轨 (3)外轨 内轨 斜向弯道内侧 轨道对火车的支持力和重力的合力 （4）外侧 内侧2.重力 桥面的支持力3.(1)重力 mg= v= 重力和座椅的支持力的合力 mg-FN= 完全失重 (2)完全失重合作探究一、铁路的弯道水平面内的圆周运动1.合力为零2.合力方向水平 向心力来源于外轨给火车的弹力 挤压外轨,容易损坏轨道3.火车在转弯时与轨道没有侧向挤压就能够避免或减小这方面的后果,即当轨道对火车弹力的水平分力恰好提供火车在转弯时所需的向心力时就没有侧向挤压4.有;分析的情况与火车转弯类似,当弹力的水平分量提供了汽车在转弯时所需的向心力时,汽车轮胎与地面没有侧向摩擦力.二、拱形桥竖直面内的圆周运动1.在竖直方向上受重力和支持力,且二力平衡2.向下的重力和向上的支持力 重力大于支持力 向下,做圆周运动3.汽车速度增大,支持力会逐渐减小 汽车速度过大会“飞”离桥面4.向下的重力和向上的支持力,此时,支持力大于重力,合力方向垂直于支持面向上5.最高点,失重现象 最低点,超重三、航天器中的失重现象1.匀速圆周运动2.只受重力,处于完全失重状态四、离心运动1.沿着切线飞出去