公開課《豎直平面內(nèi)的圓周運動實例分析》學案

1、豎直平面內(nèi)的圓周運動實例分析學案班級：姓名：座號：學習口標：1、會分析汽車過凸形橋最高點和凹形橋最低點的受力情況：2、會分析輕桿、輕繩、管道內(nèi)的小球做豎直平面內(nèi)閲周運動在最高點、最低點的受力悄況3、 掌握輕桿、輕繩、管道內(nèi)的小球做豎直平而內(nèi)圓周運動的臨界條件。學習內(nèi)容： 一、汽車過凹凸橋1. 汽車過凸形橋的最高點問題1：如果汽車在水平路面上勻速行駛或靜止時，在豎在方向上受力如何？問題2：如果汽車在拱形橋頂點靜止時，橋面受到的壓力如何？問題3：如果汽車在拱形橋上，以某一速度 v通過圓弧半徑為R的拱形橋的最高點的時候，橋 面受到的壓力如何？問題4：汽車的速度比麗更大呢？汽車會怎么運動？（提示，此時

2、汽車受力、速度、加速度如何）問題5：如來是凹形橋，汽車行駛在最低點時，橋而受到的壓力如何 ？2. 汽車過凹形橋的最低點汽車過凹形橋時的運動也可看做闘周運動。汽車通過凹形橋授低點時，如圖所示，車對橋的壓力比汽車的重力人些還是小些？問題6：上學期我們曾經(jīng)學習過超重和失重現(xiàn)象，那么試利用“超、失重”的觀點定性分析車在拱形橋最高點，凹形橋的最低點分別處于哪種狀態(tài)?1、水流星、過山車（輕繩模型）7討論與交流：為什么在最高點時過山車不豎直下落？水不會流出呢 用自制教具做水流星表演并思考問題。問題1:最高點水的受丿J情況？向心力是什么？問題2：最低點水的受力情況？向心力是什么？問題3：最高點水的速度最小是多

3、少時才能保證水不流出？、輕桿模型思考與討論：如果是用桿固定小球使球繞桿另一端在豎直平面內(nèi)做圓周運動，上面所求的臨 速率還適用嗎？討論與交流：當小球運動到最低點時輕桿對小球的作用力情況怎樣和最高點時冇什么不同呢練習：1. ?輛質(zhì)量 m=2.0 t的小轎車，駛過半徑R=90 m的一段圓弧形橋面，重力加速度 g 1R 10m/s?o 求：（1） 若橋而為凹形，汽車以2（）m/s的速度通過橋而最低點時，對橋面壓力是多大？（2）若橋面為凸形，汽車以10 m/s的速度通過橋面最高點時，對橋面壓力是多大？（3）汽車以多大速度通過凸形橋而頂點時，對橋面剛好沒有壓力？2.雜技演員在做水流星表演時，用繩系著裝有水

4、的水桶，在豎肓平面內(nèi)做圓周運動，若水的質(zhì)量加=0.5 kg,繩長/=60cm,求：(1) 最高點水不流出的最小速率，(2) 水在最髙點速率v = 3 m/s時，水對桶底的壓力3. 長L=0.5 m的輕桿，其-?端連接著一個零件A, A的質(zhì)量m = 2 kg.現(xiàn)讓A在豎直平而內(nèi)繞0點做勻速圓周運動，如圖所示在A通過最高點時，求下列兩種情況下A對桿的作用力：(1) A的速率為1 m/s:襯(2) A 的速率為 4 m/s.(g= 10 m/S2)|4. 游樂場的過山車的運動過程nJ以抽彖為圖所示模型?；⌒诬壍老露伺c闘軌道相接，使小球從弧 形軌道上端A點靜止滑下，進入圓軌道示沿圓軌道運動，最后離開。

5、試分析A點離地面的高度力至少要多大，小球才可以順利通過圓軌道最髙點(已知圓軌道的半徑為R,不考慮摩擦等阻力)(2)滑塊在AB段運動過程中恒定外力F的大小5. 如圖所示，水平軌道 AB與位于豎直面內(nèi)半徑為 R=0.90 m的半関形光滑軌道BCD相連，半 圓形 軌道的BD連線與AB垂直？質(zhì)量為 m= 1.0kg nJ看作質(zhì)點的小滑塊在恒定外力 F作用下從 水平軌 道上的A點由靜止開始向右運動，物體與水平地而間的動摩擦因數(shù)U=0.5到達水平軌道的末端B點時撤去外力，小滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運動，且恰好能通過軌道最高點D,滑塊脫離半圓形軌道后又剛好落到 A點.g取10nVs2,求：(1)滑塊經(jīng)過B點進入圓形軌道時對軌道的壓力大?。?. 如圖所示，將一質(zhì)量為 m=0.1kg的小球自水平平臺右端 O點以初速度v。水平拋出，小球飛 離平 臺后由A點沿切線落入豎肓光滑圓軌道 ABC,并沿軌道恰好通過最高點C,圓軌道ABC的形狀為半徑R=2.5 m的圓截去了左上角127°的圓弧，CB為-其豎直直徑，(sin53 =0.8 , cos