57生活中的圆周运动学案

1 5 75 7 生活中的圆周运动生活中的圆周运动 学习目标 1 会在具体问题中分析向心力的来源 会处理火车转弯 汽车过桥等力学问题 2 掌握应用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题的一般方法 3 知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动 4 通过实际演练 在巩固知识的同时 领略到将理论应用于实际解决问题而带来的成功乐 趣 提高在生活中的应用物理的意识 重点 1 1 理解向心力是一种效果力 2 2 在具体问题中能找到是谁提供向心力的 并结合牛顿运动定律求解有关问题 难点 1 1 具体问题中向心力的来源 2 2 对变速圆周运动的处理与分析 自主学习 1 火车转弯时实际是在做 因而具有 2 在修筑铁路时 要根据转弯处 和规定的 适当选择内 外轨的 使转弯时所需的 完全由重力G和 的合力F来提供 如 图所示 这样 外轨就不受 3 在水平公路上行驶的汽车 转弯时所需的向心力是由 提供的 如果转弯时速度过大 所需向心力F大于 汽车将做 而造成交通事故 因此 在公路弯道处 车辆行驶不允许超过 新课导航新课导航 一 火车转弯问题 一 火车转弯问题 火车转弯是一段圆周运动 需要有力来提供火车做圆周运动的向心力 问题 1 如果内 外轨是等高的 那么火车转弯时是如何获得向心力的 问题 2 高速行驶的火车的轮缘与铁轨挤压 后果会怎样 问题 3 那么应该如何解决这一实际问题 结合学过的知识 加以讨论 提出可行的解决方案 并画出受力图 加以定性 2 说明 问题 4 火车转弯时的转弯半径为R 弯道的倾斜角度为 火车转弯时的速度v0为 多大时 才不至于对内 外轨道产生挤压 提示 1 确定火车作圆周运动的轨道平面 并找出圆心 2 画出火车的受力分析图 并求出规定的速度 问题 5 讨论当火车行驶速度大于或小于规定的行驶速度时 向心力的来源情况 思 考汽车在水平路面上转弯时是怎样获得向心力的 二 二 汽车转弯问题汽车转弯问题 问题情景 2 汽车在圆跑道匀速行驶时 请思考下列问题 1 汽车受哪几个力作用 2 汽车转弯时什么力来提供向心力 案例探究 2 汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶 设跑道的路面是水平的 路面作 用于车的最大静摩擦力是车重的 0 10 倍 要使汽车不至于冲出圆跑道 车速最大不能超 过多少 g 取 10 m s2 三 失重现象三 失重现象 汽车在拱形桥上行驶时会出现失重现象吗 地球可以看作是一个巨大的拱形桥 假设如果汽车的速度也能达到 7 9km s 那汽车也将会是绕地球旋转的卫星 此时车内 的人物等均处于什么状态 四 离心运动四 离心运动 1 1 定义 定义 物体沿切线飞出或做逐渐 的运动 2 2 原因 原因 向心力突然消失或不足以提供所需 3 3 本质 本质 离心现象的本质是物体 的表现 五 课堂检测五 课堂检测 1 1 火车在某个弯道按规定运行速度 40m s 转弯时 内 外轨对车轮皆无侧压力 若火车 在该弯道实际运行速度为 30m s 则下列说法中正确的是 A 仅内轨对车轮有侧压力 B 仅外轨对车轮有侧压力 C 内 外轨对车轮都有侧压力 D 内 外轨对车轮均无侧压力 2 当汽车驶向一凸形桥面时 为使在通过桥顶时减小汽车对桥的压力 司机应 A 以尽可能小的速度通过桥顶 B 增大速度通过桥顶 3 C 以任何速度匀速通过桥顶 D 使通过桥顶的向心加速度尽可能小 3 铁路转弯处的圆弧半径为R 内侧和外侧的高度差为h L为两轨间的距离 且 L 远大 于h 很小时 sin tan 如果列车转弯速率大于 则 LRgh A 外侧铁