《人教版高一物理必修2 5.4生活中的圆周运动导学案（无答案）.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高一物理必修2 5.4生活中的圆周运动导学案（无答案）.doc（5页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、5.7 生活中的圆周运动东台市安丰中学高一物理导学案班级 姓名 学号 【目标导学】1、会在具体问题中分析向心力的来源2、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动3、会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度【重点难点】在具体问题中受力分析找出向心力的来源【自主预学】1、火车转弯特点：火车转弯是一段圆周运动， 圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面。 若两条铁轨在一个水平面内。则向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供。缺点是，由于火车质量大、速度快，由公式Fn=mv2/r可知向心力很大，对火车和铁轨损害很大。 事实上在火车转弯处，外轨要比内轨略微高一点，形成一个斜面，火车转
2、弯时铁轨对火车的支持力不再是竖直向上的，而是_，它与重力的合力指向_ _，为火车提供了一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压适当设计内外轨的高度差，使火车以规定的速度行驶时，转弯需要的向心力几乎完全由_提供这样就达到了保护铁轨的目的。如右图所示，对其进行受力分析可知，向心力的方向是_，大小是Fn=_。当内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力。恰好满足F合=mv02/r ，求得v0=_ _ _ _；当vv0 时，Fn_F合 ，外轨道对外侧车轮轮缘有压力；当v时，汽车会脱离桥面，发生危险当0v时，0FNmg.【例题2】如图所示，质量m2.0104 kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面
3、的圆弧半径均为20 m如果桥面承受的压力不得超过3.0105 N，则：(1)汽车允许的最大速率是多少？(2)若以所求速率在凸形桥行驶，汽车对桥顶的压力是多少？(g取10 m/s2)三、航天器中的失重现象【解析3】（1）绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船，当飞船距地面高度为一百多千米时，它的轨道半径近似等于地球半径R，航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重mg。（2）航天员做匀速圆周运动的向心力的来源。航天员受引力、支持力，两者的合力提供向心力。解得，当 时座舱对航天员的支持力FN=0，航天员处于完全失重状态。即重力的作用效果是产生航天员绕地球做匀速圆周运动的向心力。【例题3】地球可以看做一
4、个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球半径（R约为6 400 km）。，地面上有一辆汽车沿地表南北方向行驶。求当速度达到多少时，汽车将腾空飞行，变成了一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星？(g取9.8 m/s2)四、离心运动【解析4】1离心运动的实质离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象，它的本质是物体惯性的表现。做圆周运动的物体，总是有沿着圆周切线飞出去的趋向，之所以没有飞出去，是因为受到向心力作用。从某种意义上说，向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切线方向拉回到圆周上来。一旦作为向心力的合外力突然消失，物体就会沿切线方向飞出去。2物体做离心运动的条件：做圆周运动的物体，一旦提供向心力的外力突然
5、消失，或者外力不能提供足够大的向心力时，物体做远离圆心的运动，即离心运动。3离心运动的受力特点：物体做离心运动并不是物体受到离心力作用，而是由于外力不能提供足够大的向心力。所谓“离心力”也是由效果命名的，实际并不存在。4合外力与向心力的关系（如图）【例题4】 ( )如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法正确的是A若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C若拉力突然变小，小球将可能沿轨迹Pb做离心运动D若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹Pc做向心运动【学有所思】（简要的
6、总结本节学会的知识和方法）【行成于思】1. （ ）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，车轮肯定对内侧的铁轨侧向压力越小C. 火车转弯时，火车的速度越大，车轮肯定对外侧的铁轨侧向压力越大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2. （ ）如图所示，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，则应等于（
7、注解：arcsin为反正弦函数，比如arcsin1/2=/6；依此类推）A. B. C. D. 3（ ）一辆汽车在丘陵地带匀速行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是A. a处 B. b处 C. c处 D. d处4（ ）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5一辆质量m=2.0 t的小轿车，驶过半径R=100 m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10 m/s2.求：（1）若桥面为凹形，汽车以20 m/s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10 m/s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？ - 5 - / 5