第四章第3节向心力的实例分析教学设计PPT

1、1第3节 向心力的实例分析21、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力2、会分析汽车、火车转弯时向心力的来源.3、会用牛顿第二定律和向心力公式分析实际问题.学习重难点重点：1、理解向心力是一种效果力 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：对汽车、火车转弯向心力的分析.认真阅读课本P76-P77完成下列问题。翻开“优化探究”P56“新知预习探究”一、转弯时向心力实例分析.3、空中转弯（1）在水平路面上滑冰运动员和摩托车在拐弯时由谁提供向心力呢？1、水平路面转弯2、倾斜路面上转弯（1）在倾斜路面上汽车和火车在拐

2、弯时由谁提供向心力呢？（2）火车的轨道是怎样设计的？请分析说明？在天空中鸟和飞机转弯时由谁提供向心力呢？（2）在水平路面上滑冰运动员和摩托车在拐弯时速度过快或转弯半径太小时，滑冰运动员和摩托车会出现什么现象，为什么？（3）弯道的限速取决于什么？请分析说明？5思考（1）在水平路面上滑冰运动员和摩托车在拐弯时由谁提供向心力呢？在水平面上拐弯时，有向外侧打滑的趋势，地面就会对摩托车产生指向内侧的摩擦力，这时受到三个力的作用：重力G、支持力N和静摩擦力f,其中静摩擦力指向圆心，提供摩托车转弯时所需的向心力F，即F=f.一、转弯时的向心力实例分析例1.1、水平路面转弯水平路面上转弯(圆周运动)GNf动画

3、：H02210设摩托车沿半径为R的水平圆形跑道以匀速率v行驶，若摩托车与路面的动摩擦因数为 ，要使摩托车不侧滑，则摩托车行驶的最大速率是多少？解：（2）在水平路面上滑冰运动员和摩托车在拐弯时速度过快或转弯半径太小时，滑冰运动员和摩托车会出现什么现象，为什么？8由向心力公式：所以，当转弯速度过快或转弯半径太小时，摩擦力不足以提供摩托车转弯时所需向心力。这时候摩托车将发生事故。思考在现实生活中，公路和铁路的弯道通常是外高内低，为什么这样设计呢？例2.（1）汽车拐弯2、倾斜路面上转弯GNNG汽车在弯道匀速转弯动画：H02210（1）在倾斜路面上汽车和火车在拐弯时由谁提供向心力呢？11GNNGF汽车拐

4、弯拐弯情景：受力分析：可得：即：由此可知：弯道的限速取决于弯道半径及倾角。重力与弹力的合力提供向心力。12（2）火车拐弯GNF合 铁路的弯道通常外高内低，当车速按照规定速度行驶，火车与铁轨之间无挤压，有利于保养铁轨。求火车转弯的规定速度？F合=F向 通过弯道的规定速度取决于弯道的半径和倾角（2）火车拐弯（火车的轨道是怎样设计的？ ）外轨内轨思考讨论：如果火车转弯时的速度超过了规定速度，那么哪一道铁轨会受到车轮轮缘挤压？如果火车转弯时的速度小于规定速度，那么哪一道铁轨会受到车轮轮缘挤压？思考当v=v0时：当vv0时：当v72 km/h(20 m/s)，F将小于需要的向心力，所差的向心力仍需由外轨对轮缘的弹力来弥补，这样会出现外侧车轮向外挤压外轨的现象。(2)如果车速v72 km/h，F将大于需要的向心力，超出的则由内轨对内侧车轮轮缘的侧压力来平衡，这样就出现内侧车轮的轮缘向外挤压内轨的现象。答案(1)0.195 m(2)见解析23匀速圆周运动的实例分析受力特点：由于外侧高于内侧，重力和支持力的合力提供向心力F=mg tan= m Rv2v= gR tan转弯限速取决于拐弯半径和斜面倾角1、水平路面转弯.