生活中的圓周運動 (2).doc

江安中學高一物理活動單 曲線運動58生活中的圓周運動活動目標：1、知道生活中常見圓周運動，會分析常見圓周運動向心力來源2、知道離心運動及其產(chǎn)生的原因，知道離心現(xiàn)象的一些應用和可能帶來的危害3、進一步理解向心力的概念，明確勻速圓周運動的產(chǎn)生條件，掌握向心力公式的應用活動一：通過分析火車轉(zhuǎn)彎時受力特征尋找向心力的來源，了解轉(zhuǎn)彎處鐵軌的鋪設(shè)特點1.內(nèi)外軌道一樣高受力分析：向心力來源：向心力的大?。海ㄔO(shè)轉(zhuǎn)彎半徑為r，火車質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)彎時速率為v）弊端：思考：怎樣才能減小輪緣和鐵軌相互擠壓的力而又能產(chǎn)生使火車轉(zhuǎn)彎所需要的向心力?2.外軌略高于內(nèi)軌受力分析：向心力來源：模型研究：如圖所示，內(nèi)外軌間的距離為L，內(nèi)外軌的高度差為h，火車轉(zhuǎn)彎的半徑為R，則質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時，使內(nèi)外軌均不受力的最佳運行速率應為多大 ?歸納與討論：訓練1.在某轉(zhuǎn)彎處，規(guī)定火車行駛速率為v0，則下列說法中正確的是（ ）A 當火車以速率v0行駛時，火車的重力與支持力的合力方向一定沿水平方向B 當火車行駛速率vv0時，火車對外軌有向外的側(cè)向壓力C 當火車行駛速率vv0時，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)的側(cè)向壓力D 當火車行駛速率vv0時，火車對內(nèi)軌有向內(nèi)的側(cè)向壓力注意：當火車轉(zhuǎn)彎時行使速度不等于v0時，其向心力的變化可以由內(nèi)外軌道對輪緣側(cè)壓力自我調(diào)節(jié)，但調(diào)節(jié)程度不宜過大，以免損壞導軌思維拓展：賽車場上，若減少水平彎道處事故，你怎樣設(shè)計轉(zhuǎn)彎處的路面?訓練2高速公路轉(zhuǎn)彎處，若路面向著圓心處是傾斜的，要求汽車在該處轉(zhuǎn)彎時沿傾斜路面沒有上下滑動的趨勢，在車速v=15m/s的情況下，路面的傾角應多大？（已知轉(zhuǎn)彎半徑R=100m）活動二：通過汽車過橋、水流星、過山車等模型認識豎直平面內(nèi)的圓周運動模型1：汽車過橋（1）分析汽車過通過拱形橋最高點時，車對橋的壓力訓練3汽車以10m/s的速度在水平路面上勻速行駛，汽車對路面的壓力為4104N，該汽車以同樣的速率駛過半徑為R=40m的凸形橋頂時，汽車對橋面的壓力為 N（g=10m/s2）訓練4一輛質(zhì)量為4 t的汽車駛過半徑為50 m的凸形橋面時，始終保持5 m/s的速率.汽車所受的阻力為車與橋面壓力的0.05倍.通過橋的最高點時汽車牽引力是多少？(g=10 m/s2)探究：為了減少交通事故，你能否求出汽車過凸形橋的最大速度？（2）分析汽車過“凹型橋”最低點時，車對橋的壓力訓練5.汽車通過凹行橋最低點時（ ）A 汽車對橋的壓力大于汽車的重力B 汽車的速度越大，汽車對橋的壓力越小C 當汽車的速度達到一定值時，汽車對橋的壓力可以為零D 汽車的速度越大，汽車對橋的壓力越大探究：汽車有無可能做這樣的運動？若可能應滿足怎樣的條件？模型2：“水流星”原理訓練6雜技演員在做水流星表演時，用繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，若水的質(zhì)量m0.5 kg，繩長l60 cm，求：（1）最高點水不流出的最小速率；（2）水在最高點速率v3 m/s時，水對桶底的壓力。變式：“過山車”原理人在最高點不掉下來的最小速度為多少？ 【課堂反饋】訓練7.如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐形筒的軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動，兩個質(zhì)量相同的小球A和B緊貼著內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速圓周運動，則（ ）A.球A的線速度一定大于球B的線速度B.球A