向心力的实例分析

1、向心力的实例分析学案【学习目标】.知道向心力是使物体产生向心加速度的原因.会在具体问题中分析向心力的，并能初步应用公式计 算.能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生 活中的具体实例.知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运 动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速 度.【学习重点】会在具体问题中分析向心力的，并结合牛 顿运动定律求解有关问题.【学习难点】.具体问题中向心力的.对变速圆周运动的理解和处理.【学习过程】一、复习提问提问1:做匀速圆周运动的物体有什么特点？提问2:做匀速圆周运动的物体的向心力就是物体受到的合外力，那么什么样的力可以提供或充当向心力呢?提问3:

2、向心力是一种实际存在的力吗？在受力分析中如何处理向心力？在实际问题中又如何确定向心力的大小 呢？展示生活中的圆周运动实例的图片或影片，生活中有很 多物体在做圆周运动，他们的向心力是由哪些力来提供呢？ 这节课我们结合生活中一些具体的问题来分析向心力的问 题。二、新课学习火车转弯问题.分析火车在平直轨道上匀速运动时受什么力？.如果火车在水平面内转弯时情况又有何不同呢？。.火车转弯做的是一段圆周运动，需要有力来提供火车 做圆周运动的向心力，而平直路前行不需要.那么火车转弯 时是如何获得向心力的？.高速行驶的火车的轮缘与铁轨挤压的后果会怎样?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

3、解决方案，并画出受力图，加以定性说明.交流与讨论学生发挥自己的想象能力，结合知识点设计方案.结合 受力图发表自己的见解设计的方案：5.运用刚才的分析进一步讨论：火车转弯时的速度多大时才不至于对内外轨道产生相互挤压选择合适的弯道倾斜角度，使向心力仅由支持力FN和重力G的合力F合提供：F 向=vO2/r=F 合=gtan 0v0=讨论：当v=v0 , F向=F合内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无弹 力。当v>v0 , F向>F合外轨道对外侧车轮轮缘有弹力。当v.提问：要使火车转弯时损害最小，对行驶的速度有什么要求？拓展应用.解释下列现象：.为什么高速公路弯道处外高内低，超速车道比主车道 更

4、倾斜？.在场地自行车比赛中，为什么比赛路面也是外高内低，.飞机要在空中实施水平转弯，应该怎样飞行？.汽车在水平面内转弯是什么力提供向心力？汽车过拱形桥分析汽车过桥的特点.汽车过桥时做什么运动？在最高点汽车受什么力的作用？什么力提供汽车做圆周运动的向心力?投影问题情境：质量为的汽车在拱形桥上以速度 v行驶， 若桥面的圆弧半径为 R试画出受力分析图，分析汽车通过 桥的最高点时对桥的压力.通过分析你可以得出什么结论汽车在桥顶出现什么现象？.当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大，当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象？.分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽 车的重力大些还是小些

5、？.刚才同学们分析了汽车在拱形桥最高点和凹形桥的最 低点的情形，如果汽车不在拱形桥的最高点或最低点，前面 的结论还是否能用？如果不能直接运用，又如何来研究这一 问题呢？拓展应用下面请同学看影片回答问题杂技”水流星”在通过最高点时为什么水没有流出来？演示小球过“山车”，学生求小球过“山车”在竖直平 面内做圆周运动的最高点最小速度满足什么条件如图所示的翻滚过山车就不会从最高点掉不下来？思维拓展 思考与讨论地球可以看做一个巨大的拱形桥。汽车沿南北行驶，不 断加速。请思考：会不会出现这样的情况。速度大到一定程 度时，地面对车的支持力是零，此时汽车处于什么状态？驾驶员与座椅间的压力是多少？驾驶员躯体各部

6、分间的压力是多少？驾驶员此时可能有什么感觉？课堂训练例：一辆质量=2t的小轿车，驶过半径R=90的一段圆弧 形桥面，求：若桥面为凹形，汽车以20/s的速度通过桥面最低点时， 对桥面压力是多大？若桥面为凸形，汽车以10 /s的速度通过桥面最高点时， 对桥面压力是多大？汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有 压力？【课堂小结】本节课通过一些具体的实例探究了物体在水平面内和 竖直平面内作圆周运动的运动规律，知道了在具体圆周运动 中如何来确定向心力。用向心力公式求解问题时的解题步骤 如何？明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到 圆心和半径；确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力 分析，分析哪些力提供了向心力；根据牛顿第二定律，以及向心力公式列方程； 解方程，对结果进行必要的讨论。【阅读资料】海南汽车试验场海南汽车试验场内环境优美，花香鸟语，各种试验道路纵横交错，形成一道独特的风景线。其中，高速性能试验跑 道尤为特别，它全长 6公里，是我国最长的高速试车道，南 北两个环道有如两个环型墙壁绕成一圈，跑道两边高差达5米多，有两层楼高，路面与地平面的夹角成43度多，当汽车在上面驾驶时，有如飞车走壁一般，真叫人惊叹不已。有机会