物理课件《圆周运动》公开课课人教版

第六章曲线运动6.4生活中的圆周运动提供物体做圆周运动的力做圆周运动的物体所需的力从“供”“需”两方面研究生活中做圆周运动的物体由物体受力情况决定由物体的运动情况决定=“供需”平衡物体做匀速圆周运动本节课牛顿第二定律F=ma的应用在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗？问题？一、火车转弯如果铁道弯道的内外轨一样高，火车转弯时，由外轨对轮缘的弹力提供向心力如果轨道高度相同，火车转弯向心力谁来提供？火车转弯时，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力是火车转弯所需向心力的主要来源。F弹=Fn由于火车质量太大，因此需要很大的向心力，靠这种方法得到向心力，不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻.一.火车转弯那么怎样做才能使火车转弯安全，向心力又从哪里来？火车弯道内低外高，这样的设计有什么道理？1.铁路弯道的特点：弯道处外轨

内轨略高于2.火车转弯时铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道的

.支持力与重力的合力指向

.内侧圆心火车质量为m在倾角为θ、半径为r的轨道上转弯时，若铁轨不受侧向压力，求此时火车的这个速度多大？火车拐弯需要向心力重力与支持力合力提供的的向心力若火车速度与设计速度不同会怎样？FNmgFnθh车速过快火车向外侧运动，挤压外侧铁轨，外侧轨道对轮缘有弹力外

侧内侧火车拐弯需要向心力重力与支持力合力提供的的向心力若火车速度与设计速度不同会怎样？FNmgFnθh外

侧内侧车速过慢火车向内侧运动，挤压内侧铁轨，内侧轨道对轮缘有弹力2、分组实验教学课时：1课时用m表示物体的质量，E表示它具有的能量，则爱因斯坦质能方程为：E＝mc2.方案三：在光滑桌面上两车碰撞完成一维碰撞实验[生]速度等于路程除以时间．4．核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化．考点二动量守恒定律与碰撞考点二氢原子的能量及其变化3．数据处理这里S1是箱内顶部整个面积减管子的面积。如果塑料袋子装的是别的液体，实验现象是一样的。一、引入新课3.(1)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的．(1)、当火车行驶速率时，Fn=F合，内外轨道都不受挤压，对两轮缘都没有压力(3)、当火车行驶速率时，Fn=F合-F侧，内轨道受到挤压对轮缘有侧压力(2)、当火车行驶速率时，Fn=F合+F侧，外轨道受到挤压对轮缘有侧压力总结在实际生活中，铁路修好后θ（h、L）、r是确定的，所以火车转弯的安全速度也为定值F合＝mgtanθA.内轨对内侧车轮轮缘有挤压B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压C.这时铁轨对火车的支持力等于D.这时铁轨对火车的支持力大于铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图3所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于

，则()C【针对训练1】火车以半径R=900m转弯，火车质量为8×105kg，速度为30m/s，火车轨距l=1.4m，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度h？（θ较小时tanθ=sinθ）FNmgFθh由力的关系得：由向心力公式得：由几何关系得：解：=0.14m【针对训练2】有一列重为100t的火车，以72km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400m.(g取10m/s2)(1)试计算铁轨受到的侧压力；(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值.【针对训练3】(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值.

FNmg高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的倾斜度。说说这样设计的原因。汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢?OmgFNFf二、汽车转弯汽车在水平路面上转弯所需要的向心力来源:汽车侧向所受的静摩擦力。OmgFNFf当汽车转弯的半径一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也越大,静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩擦力时:OmgFNFf由此可见:当汽车转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。改进措施:(1)增大转弯半径(2)增加路面的粗糙程度(3)最重要的一点:司机应该减速慢行!(4)增加路面高度差——外高内低弯道设计：汽车转弯轮子能提供摩擦力，不能提供侧向弹力，是如何解决转弯？倾斜地面汽车转弯时的措施：把转弯处的道路修成外高内低。（高速路和赛道）GFNF向观察下面两幅图片，赛道及告诉公路弯道有什么特点？为什么要这样设计？路面是倾斜的外高内低赛道的设计NFnmg5．核反应遵循电荷数守恒．(2)氢原子的能级和轨道半径4、船闸是最大的连通器，为了让学生获得一定的感性认识，我把船通过船闸的过程制作成动画模型，让学生对船闸工作过程了解清楚，加深对连通器的理解，同时也让学生认识到物理科学的巨大作用。并以船闸为契机，挖掘蕴藏着的爱国主义教育素材，培养学生的民族自信心和自豪感。(4)箱子对水平面的压力为F4＝G水+G箱+G管＝265.4N十50N十10N=325.4N2．相对论质量：m＝m01－vc2.总之，让学生通过各种形式的自主学习，投入到研究性学习过程中去，尝试发现问题的方法，领悟解决问题的途径，体味获得知识的过程是本节课设计的主题；主动参与、亲身实践、独立思考、合作探究、敢于创新是本节课学生活动的行动指南。(2)波长λ＝dlΔx.由此会有两种能量表达：静止时的能量和运动时的能量；两能量之差就是物体的动能Ek，即Ek＝E－E0.1．动量守恒定律的不同表达形式练习2：火车的速度是72km／h，汽车的速度是30m／s，是火车跑得快还是汽车跑得快?(1)定义：原子核内部，核子间所特有的相互作用力．[放录像]教学重点

(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图4，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处（）A.路面外侧高、内侧低B.车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动C.车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D.当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小AC【针对训练4】(交通工具的拐弯问题分析)在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低.如图11所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看做是半径为R的圆周运动.设内、外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，则汽车转弯时的车速应等于()【针对训练5】B三.汽车过拱形桥这些交通标识牌分别表示什么汽车过拱形桥时的运动也可以看作圆周运动。质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为r，我们来分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。半径RvmgFn对汽车进行受力分析，汽车过拱形桥受到重力和支持力的作用，那谁来充当向心力？重力和支持力的合力提供向心力三.汽车过拱形桥O失重似曾相识三.汽车过拱形桥半径RmgFnO合外力充当向心力汽车过拱形桥需要向心力重力和支持力的合力提供向心力（向心力指向圆心，合力向下，mg>FN）三.汽车过拱形桥半径RmgFnO是否也有完全失重?FN=0，此时汽车对桥面的压力为0处于失重状态三.汽车过拱形桥半径RmgFnO此时汽车对桥面的压力为0完全失重如果速度再大点会如何？提供的向心力不足以满足需要的向心力→离心运动三.汽车过拱形桥汽车车速为v，地球半径为R汽车对桥面的压力为0G=9.8N/kg,R=6371kmv≈7900m/s三.汽车过拱形桥[师]通过同学们的分析，我们已经知道在路程相同的情况下，通过比较时间的长短来判断运动的快慢；在时间相同的情况下，通过比较路程的长短来比较运动的快慢．请同学们继续关注下面的问题．考点五实验：验证动量守恒定律3．电势能：通过库仑力做功判断电势能的增减．当n减小，即轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之，n增大，即轨道半径增大时，电势能增加．若人船系统在全过程中动量守恒，则这一系统在全过程中的平均动量也守恒．如果系统由两个物体组成，且相互作用前均静止，相互作用后均发生运动，则由m1v1＝－m2v2得m1x1＝－m2x2.该式的适用条件是：(1)光子的能量ε＝hν，其中h＝6.626×10－34J·s(称为普朗克常量)．(1)安装时，注意调节光源、滤光片、单缝、双缝的中心均在遮光筒的中心轴线上，并使单缝、双缝平行且间距适当．由①②得v′1＝m1－m2v1m1＋m2v′2＝2m1v1m1＋m2考点一光电效应规律的理解考点三原子核的衰变半衰期1、教材所处的地位和作用考点二动量守恒定律与碰撞学生已经探究出近视眼的成因和矫正，在此基础上引导学生分析远视眼的成因和矫正，尝试由已知知识推测未知知识，然后读课文证明自己的推测正确，使学生有一种成就感。它和近视眼的成因和矫正程序相似，在此不多阐述。(2)真空中电磁波的速度为3.0×108m/s.v≈7900m/s三.汽车过拱形桥半径RvmgFn重力和支持力的合力提供向心力

（向心力指向圆心，合力向上四.汽车过凹形桥对汽车进行受力分析，汽车过凹形桥受到重力和支持力的作用，那谁来充当向心力？o超重过凹形路面我们该怎么做？四.汽车过凹形桥半径RmgFnov如图5甲、乙为汽车在凸形桥、凹形桥上行驶的示意图，汽车行驶时可以看做圆周运动.(1)如图甲，汽车行驶到拱形桥的桥顶时：①什么力提供向心力？汽车对桥面的压力有什么特点？②汽车对桥面的压力与车速有什么关系？汽车安全通过拱桥顶(不脱离桥面)行驶的最大速度是多大？【针对训练6】当汽车行驶到凸形桥的桥顶时，重力与支持力的合力提供向心力，即车对桥面的压力小于车的重力，汽车处于失重状态.②汽车对桥面的压力与车速有什么关系？汽车安全通过拱桥顶(不脱离桥面)行驶的最大速度是多大？五、离心运动2.条件（1）F合=0，小球沿切线做直线运动（2）0＜F合＜mrw2，小球沿螺旋曲线运动。F供=F需，小球做圆周运动1.定义：做匀速圆周运动的物体,在一定条件下,做逐渐远离圆心的运动,这种运动叫离心运动。3.离心现象的应用棉花糖机离心沉淀器为什么试管的悬浊液可以迅速分层？4.离心运动的防止

①在水平公路上行驶的汽车转弯时②高速转动的砂轮、飞轮等如图