571生活中的圓周運動（一）

1、年級：高一 學(xué)科：物理 授課時間：2017-3-7 主備人：郭云保 審核人：沈希保課題：生活中的圓周運動（一）課型：新授課學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.定性分析火車外軌比內(nèi)軌搞得原因。2.能定量分析汽車過拱形橋最高點和凹形橋最低點的壓力問題。重點難點：汽車過拱形橋最高點和凹形橋最低點的壓力問題的分析。課前預(yù)習(xí)：一、火車轉(zhuǎn)彎1火車在彎道上的運動特點：火車在彎道上運動時做_，因而具有向心加速度，由于其質(zhì)量巨大，需要很大的_。2轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高的缺點：_如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高，則由_對輪緣的彈力提供向心力，這樣鐵軌和車輪極易受損。3鐵路彎道的特點：（1）轉(zhuǎn)彎處_略高于 _。（2）鐵軌對火車的支持力不是豎直向上的，

2、而是斜向彎道_（選填“內(nèi)側(cè)”或“外側(cè)”）（3）鐵軌對火車的支持力與火車所受重力的合力指向軌道的_，它提供了火車做圓周運動的 _。二、汽車過拱形橋1向心力來源（最高點和最低點）：汽車做圓周運動，_和_合力提供向心力。2動力學(xué)關(guān)系：（1）如圖所示，汽車在凸形橋的最高點時，滿足的關(guān)系為：_ ，F(xiàn)N=_，由牛頓第三定律可知汽車對橋面的壓力大小等于支持力，因此汽車在凸形橋上運動時，對橋的壓力_重力。當(dāng)v=_時，其壓力為零。（2）如圖所示，汽車在經(jīng)過凹形橋的最低點時，滿足的關(guān)系為：_，F(xiàn)N= _，汽車對橋的壓力大小=FN 。汽車過凹形橋時，對橋的壓力_重力。學(xué)習(xí)過程：導(dǎo)入新課課件展示自行車賽中自行車在通過

3、彎道時的情景。根據(jù)展示可以看出自行車在通過彎道時都是向內(nèi)傾斜，這樣做的目的是什么？賽場有什么特點？自行車手經(jīng)過彎道時沒有減速，火車在經(jīng)過彎道時也沒有減速，那么我們?nèi)绾蝸肀ＷC火車的安全呢？推進新課一鐵路轉(zhuǎn)彎 師：(多媒體課件) 展示觀察鐵軌和火車車輪的形狀并模擬在平直軌道上勻速行駛的火車，提出問題： 1火車受幾個力作用? 2這幾個力的關(guān)系如何? 多媒體課件：模擬平直軌道火車轉(zhuǎn)彎情形提出問題： 1轉(zhuǎn)彎與直進有何不同? 2畫出受力示意圖，并結(jié)合運動情況分析各力的關(guān)系 交流與討論 學(xué)生發(fā)揮自己的想象能力，結(jié)合知識點設(shè)計方案結(jié)合受力圖發(fā)表自己的見解 如圖l所示，火車受的重力和支持力的合力提供向心力，對內(nèi)

4、外軌都無擠壓，這樣就達到了保護鐵軌的目的 強調(diào)說明：向心力是水平的 （1）當(dāng)時 內(nèi)外軌道對火車兩側(cè)車輪輪緣都無壓力（2）當(dāng)時 外軌道對外側(cè)車輪輪緣有壓力（3）當(dāng)時 內(nèi)軌道對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有壓力要使火車轉(zhuǎn)彎時損害最小，應(yīng)以規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎，此時內(nèi)外軌道對火車兩側(cè)車輪輪緣都無壓力二拱形橋 播放錄像，交通工具(自行車、汽車等)過拱形橋 投影問題情境：質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度行駛，若橋面的圓弧半徑為，試畫出受力分析圖，分析汽車通過橋的最高點時對橋的壓力 在最高點，對汽車進行受力分析，確定向心力的來源；由牛頓第二定律列出方程求出汽車受到的支持力：由牛頓第三定律求出橋面受到的壓力FN=G可見，汽車對橋的壓力FN小于汽車的重力G，并且壓力隨汽車速度的增大而減小 師：請同學(xué)們進一步考慮當(dāng)汽車對橋的壓力剛好減為零時，汽車的速度有多大當(dāng)汽車的速度大于這個速度時，會發(fā)生什么現(xiàn)象?生：把 FN=0代人上式可得，此時汽車的速度為，當(dāng)汽車的速度大于這個速度時，就會發(fā)生汽車飛出去的現(xiàn)象這種現(xiàn)象我們在電影里看到過思考與討論 汽車通過凹形橋最低點時，汽車對橋的壓力比汽車的重力大還是小呢？學(xué)生自主畫圖分析，教師巡回指導(dǎo)。課堂訓(xùn)練 例：一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車，駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面，重力加速度g=10ms2求： (1)若橋面為凹形，汽車以20ms的速度通過橋面最低點時，對橋面壓力是多大?