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1、第五章 第七节 生活中的圆周运动【学习目标】1通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力2通过匀速圆周运动的规律也可以在变速圆周运动中使用，渗透特殊性和一般性之间的辩证关系，提高学生的分析能力3通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力【课前导学】（认真阅读教材，独立完成下列问题）1.火车转弯处，使外轨_内轨，火车经过时支持力方向_，它与_力的合力指向_为火车转弯提供向心力.航天器在绕地球做匀速圆周运动时因_恰好提供向心力故航天器内的一切物体均处于_状态，任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器中都是一个_的环境.2.离心运动（1）离心现象
2、：如果一个正在做匀速圆周运动的物体在运动过程中，由于某种原因所受合力_或_物体就会由于_远离_，这就是离心现象.（2）做匀速圆周运动的物体所受合外力指向圆心，且F合_mv2/r，当F合_mv2/r，物体就会向内侧移动，做“近心”运动，当F合_m物体会向外侧移动，做_运动，若所受合外力突然消失，物体做离心运动，沿_方向飞出.【课中导学】创设情境：让学生观看影片赛车事故（3分钟）。注意观察：赛车易发事故在什么地方？ 点拨： 学生回答后总结 水平弯道 凸形路面 目标1：通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力（一）水平面内的圆周运动（以火车过弯道为例）观看火
3、车过弯道的影片和火车车轮的结构的系列图片，请学生注意观察铁轨弯道的特点和火车车轮的特殊结构。 在此基础上，引导学生进行弊端分析，提出下面的问题问题：火车的质量很大，行驶的速度很大，如此长时间后，对轨道和列车有什么影响？如何改进才能够使轨道和轮缘不容易损坏呢？ 再次展示火车转弯时候的图片，提醒学生观察轨道的情况。学生讨论后总结：1如果在转弯处使外轨道略高于内轨道，火车受力不是竖直的，而是斜向轨道的内侧。它与重力的合力指向圆心，成为使火车转弯的向心力。2如果根据转弯半径R和火车行驶速度v适当调整内外轨道的高度差，使转弯时所需要的向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供，这样外轨道就不再受轮缘的挤压
4、了。思维拓展极其应用： 山区铁路弯道过多，能否大面积提速？赛车影片中，若减少水平弯道事故，你怎样设计弯道中的路面？你观察过高速路转弯处路面的情况 点拨 高速路面上也是外高内地，并且超车道比主车道更加倾斜。 （二）竖直平面内的圆周运动（最高点和最低点）汽车过桥为例 实例分析 展示图片 拱形桥 凸形桥 平直桥以凸形桥为例问题1：如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖直方向上受力如何？ 如果汽车在拱形桥顶点静止时，桥面受到的压力如何？（学案中体现）问题2：如果汽车在拱形桥上，以某一速度v通过拱形桥的最高点的时候，桥面受到的压力如何？（学案中体现）引导学生分析受力情况，并逐步求得桥面所受压力。分析
5、过程：确定研究对象；分析汽车的受力情况；找圆心； 确定F合即F向心力的方向；根据牛顿第二定律列方程，得出结论。问题3：根据上式，结合前面的问题你能得出什么结论？ A汽车对桥面的压力小于汽车的重力mg；B汽车行驶的速度越大，汽车对桥面的压力越小。问题4：试分析如果汽车的速度不断增大，会有什么现象发生呢？ 当速度不断增大的时候，压力会不断减小，当达到时，汽车对桥面完全没有压力，汽车“飘离”桥面。问题5：如果汽车的速度比 更大呢？汽车会怎么运动？（提示，此时汽车受力、速度、加速度如何）汽车以大于或等于的速度驶过拱形桥的最高点时，汽车与桥面的相互作用力为零，汽车只受重力，又具有水平方向的速度的，因此汽
6、车将做平抛运动。问题6：如果是凹形桥，汽车行驶在最低点时，桥面受到的压力如何？ 问题7：前面我们曾经学习过超重和失重现象，那么试利用“超、失重”的观点定性分析汽车在拱形桥最高点，凹形桥的最低点分别处于哪种状态？ 强调：汽车做的不是匀速圆周运动，我们仍使用了匀速圆周运动的公式，原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。（三）航天器中的失重现象从刚才研究的一道例题可以看出，当汽车通过拱形桥凸形桥面顶点时，如果车速达到一定大小，则可使汽车对桥面的压力为零如果我们把地球想象为特大的“拱形桥”，则情形如何呢?会不会出现这样的情况；速度达到一定程度时，地面对车的支持力是零?这时驾驶员与座椅之
7、间的压力是多少?驾驶员躯体各部分之间的压力是多少?他这时可能有什么感觉?（学生独立分析以上提出的问题，并在练习本上画出受力分析图，尝试解答）引导：假设宇宙飞船质量为M，它在地球表面附近绕地球傲匀逮圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力试求座舱对宇航员的支持力此时飞船的速度多大?通过求解你可以得出什么结论?目标2：通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力（四）离心运动 引导：做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢?如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢?发表你的见解并说明原因 合
8、作交流：请同学们结合生活实际，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?【课后检测】：1.关于铁道转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是（ ）A.内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故B.因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒C.外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨的挤压D.以上说法均不正确2汽车以定速率通过拱桥时，下列说法中正确的是 ( )A在最高点汽车对桥的压力大于汽车的重力B在最高点汽车对桥的压力等于汽车的重力C在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力D汽车以恒定的速率过
9、桥时，汽车所受的合力为零3. 关于铁道转弯处内外铁轨间有高度差，下列说法中正确的是（ ）A. 可以使火车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的摩擦B. 火车转弯时，火车的速度越小，车轮对内侧的铁轨测侧向压力越小C. 火车转弯时，火车的速度越大，车轮对外侧的铁轨测侧向压力越大D. 外铁轨略高于内铁轨，使得火车转弯时，由重力和支持力的合力提供了部分向心力4. 如图1所示，在高速公路的拐弯处，路面筑得外高内低，即当车向左拐弯时，司机右侧的路面比左侧的要高一些，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0，应等于（ ）图1A. B. C.
10、 D. 5在下列情况中，汽车对凸形桥顶部的压力最小的是( ) A以较小的速度驶过半径较大的桥；B以较小的速度驶过半径较小的桥； C以较大的速度驶过半径较大的桥： D以较大的速度驶过半径较小的桥6.在水平面上转弯的汽车，向心力是（ ）A.重力和支持力的合力 B.静摩擦力C.滑动摩擦力 D.重力、支持力和牵引力的合力7.下列关于离心现象的说法正确的是（ ）A.当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都消失时，它将做背离圆心的圆周运动C.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做直线运动D.做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然
11、消失时，它将做曲线运动8.下列关于离心运动的叙述正确的是（ ）A.离心运动是由于合外力小于向心力而引起的B.离心运动的轨迹一定是直线C.洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的D.汽车转弯时速度过大，会因离心运动造成交通事故9.洗衣机中衣服脱水时衣服附着在筒壁上，此时（ ）A.衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力、离心力的作用B.衣服随筒壁做圆周运动的向心力由筒壁的弹力提供C.筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大D.筒壁对衣服的弹力随着衣服的含水量的减小而减小10一辆汽车匀速通过一座圆形拱桥后，接着又匀速通过圆弧形凹地设圆弧半径相等，汽车通过桥顶A时，对桥面的压力NA为车重的一半，汽车在弧形地最低点B时，对地面的压力为NB，则NA：NB为 11一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10ms2求： (1)若桥面为凹形，汽车以20ms的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大? (2)若桥面为凸形，汽车以l0ms的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大? (3)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12如图所示，长度为L=1.0m的绳，系一小球在竖直面内做圆周运动，小球的质量为M=5kg，小球半径不计，小球在通过最低点的速度大小为v=20m/s,试求：（1)小球在最低点所受绳的拉力 (2)小球在最低的向心加速度
