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1、懷遠(yuǎn)二中2010-2011學(xué)年度第二學(xué)期高一物理學(xué)科導(dǎo)學(xué)案NO主備人:孫本群審核:高一物理備課組課題:擬用時間:第5.7 生活中的圓周運(yùn)動周(月日 -月日)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識與技能1能定性分析火車轉(zhuǎn)彎外軌比內(nèi)軌高的原因2能定量分析汽車過拱形橋最高點(diǎn)與凹形橋最低點(diǎn)的壓力問題3知道航天器中的失重的本質(zhì)4 知道離心運(yùn)動及產(chǎn)生的條件,了解離心運(yùn)動的應(yīng)用和防止教學(xué)設(shè)想預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué) 學(xué)生初步了解本節(jié)內(nèi)容 合作探究 突出重點(diǎn),突破難點(diǎn) 典型例題分析 鞏固知識 達(dá)標(biāo)提升任務(wù)一 預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)(認(rèn)真閱讀教材 ,立完成下列問題)車輛轉(zhuǎn)彎問題的研究1、火車轉(zhuǎn)彎:(1)內(nèi)外軌高度相同時,轉(zhuǎn)彎所需的向心力由_力提供。(2)外軌高度高于
2、內(nèi)軌,火車按設(shè)計速度行駛時,火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力由_ 提供。如圖示知 h , L, 轉(zhuǎn)彎半徑R,車輪對內(nèi)外軌都無壓力,質(zhì)量為思考與交流1、如果超速行駛會怎么樣?如果減速行駛呢?2、各種車輛在公路上行駛,向心力怎樣提供?m 的火車運(yùn)行的速率應(yīng)該多大?二、拱形橋問題情境:質(zhì)量為m 的汽車在拱形橋上以速度t行駛,若橋面的圓弧半徑為只,試畫出受力分析圖,分析汽車通過橋的最高點(diǎn)時對橋的壓力( 請學(xué)生獨(dú)立畫出汽車的受力圖,推導(dǎo)出汽車對橋面的壓力)引導(dǎo):請同學(xué)們進(jìn)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 ?合作交流:下面再一起共同分析汽車通過凹形橋最低
3、點(diǎn)時,汽車對橋的壓力比汽車的重力大些還是小些?三、航天器中的失重現(xiàn)象從剛才研究的一道例題可以看出,當(dāng)汽車通過拱形橋凸形橋面頂點(diǎn)時,如果車速達(dá)到一定大小,則可使汽車對橋面的壓力為零如果我們把地球想象為特大的“拱形橋”,則情形如何呢?會不會出現(xiàn)這樣的情況;速度達(dá)到一定程度時,地面對車的支持力是零?這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少?駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少 ?他這時可能有什么感覺?(學(xué)生獨(dú)立分析以上提出的問題,并在練習(xí)本上畫出受力分析圖,嘗試解答)引導(dǎo):假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M ,它在地球表面附近繞地球傲勻逮圓周運(yùn)動,Rm上的重力 試求座艙對宇航員的支持力此時飛船的速度多大?通過求解 你可以得出
4、什么結(jié)論 ?四、離心運(yùn)動引導(dǎo):做圓周運(yùn)動的物體一旦失去向心力的作用,它會怎樣運(yùn)動呢?如果物體受的合力不足以提供向心力,它會怎樣運(yùn)動呢?發(fā)表你的見解并說明原因合作交流:請同學(xué)們結(jié)合生活實(shí)際,舉出物體做離心運(yùn)動的例子在這些例子中,離心運(yùn)動是有益的還是有害的 ?你能說出這些例子中離心運(yùn)動是怎樣發(fā)生的嗎?任務(wù)二例題分析例: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=10m s2求:(1)若橋面為凹形,汽車以20m s 的速度通過橋面最低點(diǎn)時,對橋面壓力是多大?(2)若橋面為凸形,汽車以l0m s 的速度通過橋面最高點(diǎn)時,對橋面壓力是多大?(3)汽車以多大速度通過
5、凸形橋面頂點(diǎn)時,對橋面剛好沒有壓力任務(wù)三達(dá)標(biāo)提升1火車在轉(zhuǎn)彎行駛時,需要靠鐵軌的支持力提供向心力。下列關(guān)于火車轉(zhuǎn)彎的說法中正確的是()A 在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌B在轉(zhuǎn)彎處使內(nèi)軌略高于外軌C在轉(zhuǎn)彎處使內(nèi)軌、外軌在同一水平高度D在轉(zhuǎn)彎處火車受到的支持力豎直向上2汽車以定速率通過拱橋時,下列說法中正確的是()A 在最高點(diǎn)汽車對橋的壓力大于汽車的重力B在最高點(diǎn)汽車對橋的壓力等于汽車的重力C在最高點(diǎn)汽車對橋的壓力小于汽車的重力D汽車以恒定的速率過橋時,汽車所受的合力為零3. 關(guān)于鐵道轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外鐵軌間有高度差,下列說法中正確的是()A. 可以使火車順利轉(zhuǎn)彎,減少車輪與鐵軌間的摩擦B. 火車轉(zhuǎn)彎時,火車的
6、速度越小,車輪對內(nèi)側(cè)的鐵軌測側(cè)向壓力越小C. 火車轉(zhuǎn)彎時,火車的速度越大,車輪對外側(cè)的鐵軌測側(cè)向壓力越大D. 外鐵軌略高于內(nèi)鐵軌,使得火車轉(zhuǎn)彎時,由重力和支持力的合力提供了部分向心力4. 如圖 1 所示,在高速公路的拐彎處,路面筑得外高內(nèi)低,即當(dāng)車向左拐彎時,司機(jī)右側(cè)的路面比左側(cè)的要高一些,路面與水平面間的夾角為。設(shè)拐彎路段是半徑為R 的圓弧,要使車速為v 時車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于0, 應(yīng)等于()v2arctanv 212v 2arccotv2arcsinRgarcsinRgRgA.RgB.C.2D.圖 15在下列情況中,汽車對凸形橋頂部的壓力最小的是()A 以較小
7、的速度駛過半徑較大的橋;B 以較小的速度駛過半徑較小的橋;C以較大的速度駛過半徑較大的橋:D以較大的速度駛過半徑較小的橋6一輛汽車勻速通過一座圓形拱橋后,接著又勻速通過圓弧形凹地設(shè)圓弧半徑相等,汽車通過橋頂A 時,對橋面的壓力NA 為車重的一半,汽車在弧形地最低點(diǎn)B 時,對地面的壓力為NB ,則 NA :NB 為7如圖所示, 長度為 L=1.0m的繩,系一小球在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動,小球的質(zhì)量為M=5kg,小球半徑不計,小球在通過最低點(diǎn)的速度大小為v=20m/s, 試求:( 1)小球在最低點(diǎn)所受繩的拉力(2)小球在最低的向心加速度1.、如圖6-8-3 所示,一質(zhì)量為m 的小球做半徑為R 的圓錐擺
8、運(yùn)動,已知細(xì)線和豎直方向的夾角為,則小球做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力多大?小球做勻速圓周運(yùn)動的速度是多大?2、汽車以恒定的速率v 通過半徑為r 的凹型橋面, 如圖 6-8-4 所示,求汽車在最低點(diǎn)時對橋面的壓力是多大?3.小球在半徑為R 的光滑半球內(nèi)做水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動,試分析圖中的方向的夾角)與線速度v、周期 T 的關(guān)系。(小球的半徑遠(yuǎn)小于R)解析:(小球與半球球心連線跟豎直【課堂練習(xí)】1汽車在水平面上轉(zhuǎn)彎時,所需的向心力由下列那些力提供的:()A. 發(fā)動機(jī)的牽引力B.重力和支持力的合力C. 地面施加的側(cè)向靜摩擦力D. 地面的支持力2列車軌道在轉(zhuǎn)彎處外軌高于內(nèi)軌, 其高度差由轉(zhuǎn)彎半徑與火車
9、速度確定。若在某轉(zhuǎn)彎處規(guī)定行駛速度為v,則下列說法中正確的是:()當(dāng)以速度 v 通過此彎路時,火車重力與軌道面支持力的合力提供向心力當(dāng)以速度 v 通過此彎路時,火車重力、軌道面支持力和外軌對輪緣側(cè)彈向力的合力提供向心力當(dāng)速度大于 v 時,輪緣側(cè)向擠壓外軌當(dāng)速度小于 v 時,輪緣側(cè)向擠壓外軌A. B. C. D. 4如圖 6-8-6 所示,汽車以速度 V 通過一半圓形拱橋的頂點(diǎn)時,關(guān)于汽車受力的說法正確的是()A. 汽車受重力、支持力、向心力B. 汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力、向心力C. 重力提供汽車的向心力D. 汽車的重力和支持力的合力提供向心力5兩個質(zhì)量分別是m1 和 m2 的光滑小球
10、套在光滑水平桿上,用長為 L 的細(xì)線連接, 水平桿隨框架以角速度 做勻速轉(zhuǎn)動,兩球在桿上相對靜止,如圖圖6-8-10 所示,求兩球離轉(zhuǎn)動中心的距離R1 和 R2 及細(xì)線的拉力。6如圖6-8-11 所示,是雙人花樣滑冰運(yùn)動中男運(yùn)動員拉著女運(yùn)動員做圓錐擺運(yùn)動的精彩場面若女運(yùn)動員做圓錐擺運(yùn)動時和豎直方向的夾角為,女運(yùn)動員的質(zhì)量為m,轉(zhuǎn)動過程中女運(yùn)動員的重心做勻速圓周運(yùn)動的半徑為 r,求這時男運(yùn)動員對女運(yùn)動員的拉力大小及兩人轉(zhuǎn)動的角速度課堂作業(yè):1一質(zhì)量為 m 的物體,沿半徑為R 的向下凹的圓形軌行,如圖6-8-7 所示,經(jīng)過最低點(diǎn)的速度為v,物體與軌道之間的動摩檫因數(shù)為,則它在最低點(diǎn)時受到的摩檫力為:()A mgB mv2/RC m(g+v2/R)D m(g-v2/R)2一重球用細(xì)繩懸掛在勻速前進(jìn)中的車廂天花板上,如圖6-8-8當(dāng)車廂突然制動時,則:()A. 繩的拉力突然變大B. 繩的拉力突然變小C.繩的拉力沒有變化D. 無法判斷拉力有何變化3質(zhì)量為 m 的木塊從半徑為 R 的半球形的碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過程中,如果由于摩擦力的使用使得木塊的速率不變,如圖6-8-9 所示,那么()A 因?yàn)樗俾什蛔儯阅緣K的加速度為零B木塊下滑過程中所受的合外力越來越大C木塊下滑過程中所受的摩擦大小不
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