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1、5.7 生活中的圆周运动（第1课时） 导学案【考点要求】匀速圆周运动中的向心力（II）【教学目标】1. 能定性分析火车转弯处外轨比内轨高的原因。2. 学会应用所学知识分析处理汽车过拱桥最高点和凹形桥最低点的问题。3. 进一步体会应用牛顿运动定律处理圆周运动问题的基本思路和方法。基础知识过关(阅读教材P26-27，不看不做)一、火车转弯火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？是由轮缘和外轨的挤压产生的外轨对轮缘的弹力提供向心力，由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损害铁轨。所以，实际的弯道处的情况，如图：
2、 a.外轨 内轨。 b.此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧。 c.此时 的合力提供火车转弯所需的向心力。 d.转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力完全由 来提供，这样外轨就不受轮缘的挤压了。二、汽车过桥问题拱形桥如图，若汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为R，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？解析：第一步：请在右图上对车受力分析（竖直方向）第二步：列方程 第三步：求支持力FN 第四步：由牛顿第三定律求压力 当汽车以相同的速率分别行驶在凸形桥的最高点和凹形桥的最低点时，汽车对桥的压力的区别 内容项目凸形桥凹形桥受力分析图以a方向为正方向，根据牛顿第二
3、定律列方程mgFN1mFN1mgmFN2mgmFN2mgm牛顿第三定律FN1FN1mgmFN2FN2mgm讨论v增大，FN1减小；当v增大到时， FN10v增大，FN2增大，只要v0，FN1FN2由列表比较可知，汽车在凹形桥上行驶对桥面及轮胎损害大，但在凸形桥上，最高点速率不能超过_当汽车以v的速率行驶时，将做_，不再落到桥面上重难点过关探究一：火车转弯和汽车转弯的问题问题1：如图，火车在拐弯处的外轨略高于内轨，设内外轨间的距离为L，内外轨的高度差为h，火车转弯的半径为R，设火车转弯的规定速度为v0时，内外轨道对轮缘没有侧压力。求：火车转弯时的规定速度v0多大？ 探究二：汽车过桥问题问题2：一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段凸形圆弧形桥面，重力加速度g=10ms2。求：(1)汽车以l0ms的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大? (2)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？问题3：一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段凹形圆弧形桥面。求：汽车以l0ms的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大? （g=10ms2）
