《高中物理《生活中的圆周运动》导学案 新人教版必修2》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理《生活中的圆周运动》导学案 新人教版必修2(3页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、 1GF合FN5.85.8生活中的圆周运动生活中的圆周运动导学案导学案课题:课题:生活中的圆周运动生活中的圆周运动复习:匀速圆周运动中,谁提供向心力?变速圆周运动中,谁提供向心力?怎样找向心力?预习过程中,思考以下问题:预习过程中,思考以下问题: 一、一、火车转弯问题 首先观察火车轮缘和铁轨的外形 1火车转弯时的运动特点:火车转弯时做的是_运动,因而具有向心加速度,需要 _。若内外轨等高,谁提供向心力?有何弊病?如何解决?实际中火车转弯时谁 提供向心力?对车速有何要求? 2为了消除火车车轮对路轨的侧向压力,铁路弯道处内、外轨不在同一水平面上, 即_高、_低。其高度差是根据转弯处轨道的半径和规定
2、 的行驶速度而设计的。 3计算规定速度: 设火车质量 m、轨道平面倾角 、轨道转弯处半径 r、 规定的车速 v, 则应有 (写出表达式)4.在转弯处:(1)若列车行驶的速率等于规定速度,则两侧轨道都不受车轮对它的侧向压力 (2)若列车行驶的速率大于规定速度,则_轨必受到车轮对它向_的压力(填“内”或 “外” ). (3)若列车行驶的速率小于规定速度,则_轨必受到车轮对它向_的压力(填“内”或 “外” ). 二、二、拱形桥 1 汽车在凸形桥的最高点时,谁提供向心力?请写出对应的表达式。 (设桥的半径是 r,汽车的质量是 m,车速为 v,支持力为 FN) 支持力 FN_重力 Gv 越大,则压力_,
3、当 v=_时,压力=0。 2 汽车在凹形桥的最低点时,谁提供向心力?请写出对应的表达式。 设桥的半径是 r,汽车的质量是 m,车速为 v,支持力为 FN。 支持力 FN_重力 Gv 越大,则压力_。 三、航天器中的失重现象 复习:超重的条件是什么?失重的条件是什么?完全失重的条件又是什么? 1近地做匀速圆周运动的航天器中,物体的向心力由谁提供? (1)v= 时,航天员(或物体)对航天器无压力,航天员处于_状态。 (2)任何关闭了发动机又不受_的飞行器,都是一个_的环境。 2把航天器失重的原因说成是它离地球太远,从而摆脱了地球引力,是 的。 四、离心运动 (1)定义:做圆周运动的物体,在合外力突
4、然消失时,将会 ;如果合外力未消失,但合力不足以提供它做圆周运动所需的向心 力时,将会做逐渐_圆心的运动,这种运动叫离心运动. (2)向心运动:做圆周运动的物体,当其所受的沿径向的合外力2_于物体所需的向心力时,物体会逐渐_ 圆心. (3)离心现象的本质是物体惯性的表现。 (4)离心运动的应用例子有:洗衣机的脱水筒和利用离心现象制作棉花糖等等。 【问题思考问题思考】 结合生活实际,举出物体做离心运动的例子。在这些例子中,离心运动是有益的还是有害 的?你能说出这些例子中离心运动是怎样发生的吗? 【例题解析例题解析】 例 1、火车以某一速度 v 通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,下面分析正
5、确的 是( ) A.轨道半径 R=v2/g B.若火车速度大于 v 时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向外 C.若火车速度小于 v 时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向内 D.当火车质量改变时,安全速率也将改变 例 2、有一辆质量为 800kg 的小汽车驶上圆弧半径为 50m 的拱桥。 (g 取 10m/s2) (1)汽车到达桥顶时速度为 5m/s,汽车对桥的压力是多大? (2)汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空? (3)汽车对地面的压力过小是不安全的.因此从这个角度讲,汽车过桥时的速度不能过大。 对于同样的车速,拱桥圆弧的半径大些比较安全,还是小些比较安全?
6、 (4)如果拱桥的半径增大到与地球半径一样,汽车要在地面上腾空,速度要多大?(已 知地球半径为 6400km) 例 3、飞行员的质量为 m,驾驶飞机在竖直平面内以速度 v 做匀速圆周运动,在其运动圆 周的最高点和最低点,飞行员对座椅产生的压力是( ) A.在最低点比在最高点大 2mv2/R B.相等 C.在最低点比在最高点大 2mg D.最高点的压力大些 【因人训练因人训练】 1、如图 687 所示,汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时,关于汽车的受力 及汽车对桥面的压力情况,以下说法正确的是 ( ) A.在竖直方向汽车受到三个力:重力、桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力:
7、重力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力D汽车对桥面的压力大于汽车的重力 2、在高速公路的拐弯处,路面造得外高内低,即当车向右拐弯 时,司机左侧路面比右侧的要高一些,路面与水平面间的夹角为 ,设拐弯路段是半径为 R 的圆弧,要使车速为 v 时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零, 应满足什么条件?3、汽车的速度是 72km/h,过凸桥最高点时,对桥的压力是车重的一半,则桥面的半径为 _m,当车速为_m/s 时,车对桥面最高点的压力恰好为零.(g 取 10m/s2) 4、一细绳拴一质量 m100 g 的小球,在竖直平面内做半径 R=40 cm 的圆周运动,取 g10
8、ms2,求:(1)小球恰能通过圆周最高点时的速度;(2)小球以 v1=30 ms 的速度通过圆周最低点时,绳对小球的拉力;(3)小球以 v250ms 的速度通过圆周最低点时,绳对小球的拉力 5、质量为 m=0.02 kg 的小球,与长为 l0.4 m 的不计质量的细杆一端连接,以杆的另一端 为轴,在竖直面内做圆周运动,当小球运动到最高点,速度分别为 v1=0,v2=l ms,v32 ms,v4=4 ms 时,杆分别对小球施加什么方向的力?大小如何?3【知能提升知能提升】 1、一质量为 m 的小物块沿半径为 R 的圆弧轨道下滑,滑到最低点时的速度为 v,若小物 块与轨道间的动摩擦因数为 ,则当小
9、物块滑到最低点时所受到的摩擦力为( )A.mg B.mv2/R C.m(g+ v2/R) D.m(g- v2/R) 2、细杆的一端与小球相连,可绕过另一端的水平轴自由转动,先给小球一初速度,使它在 竖直平面内做圆周运动。a、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点,则杆对小球的作用力 可能是:( ) Aa 处为拉力 b 处为拉力 B. a 处为拉力 b 处为推力 C. a 处为推力 b 处为拉力 Da 处为推力 b 处为拉力 3、如图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过 O 点的水平轴自由转动,细杆长 0.5 m, 小球质量为 3.0 kg.。现给小球一初速度,使它做圆周运动,若小球通过轨道最低点
10、 a 处的 速度为 va4 m/s,通过轨道最高点 b 处的速度为 vb2 m/s,取 g10 m/s2,则小球在最低 点和最高点时对细杆作用力的情况是( ) A.a 处是拉力,竖直向上,大小为 126 N B.a 处是拉力,竖直向下,大小为 126 N C.b 处是拉力,竖直向上,大小为 6 N D.b 处是拉力,竖直向下,大小为 6 N 4、如右下图所示的圆锥摆运动,以下说法正确的是( ) A.在绳长固定时,当转动角速度增为原来的 2 倍时,绳子的张力增大为原来的 4 倍 B.在绳长固定时,当转速增为原来的 4 倍时,绳子的张力增大为原来的 4 倍 C.当角速度一定时,绳子越短越易断 D.当线速度一定时,绳子越长越易断 5、某人为了测定一个凹形桥的半径,在乘汽车通过凹桥最低点时,他注意到 车上的速度计示数为 72 km/h,悬挂 1 kg 钩码的弹簧秤的示数为 11.8 N,则桥 的半径为多大?(g 取 9.8 m/s2) 例题 1、B 2、7600N 105 大些比较安全 8Km/s 3、C 【因人训练因人训练】1、BC 2、gtan=v2/R 3、80 202 4、2m/s 3.25N 7.25N 5、0.2N 向上 0.15N 向上 0 0.6N 向下【知能提升知能提升】1、C 2、AB 3、B 4、A 5、200m