第四章第3節(jié)向心力的實(shí)例分析教學(xué)設(shè)計(jì)PPT

1、1第3節(jié) 向心力的實(shí)例分析21、知道如果一個(gè)力或幾個(gè)力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力2、會(huì)分析汽車、火車轉(zhuǎn)彎時(shí)向心力的來(lái)源.3、會(huì)用牛頓第二定律和向心力公式分析實(shí)際問(wèn)題.學(xué)習(xí)重難點(diǎn)重點(diǎn)：1、理解向心力是一種效果力 2在具體問(wèn)題中能找到是誰(shuí)提供向心力的，并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問(wèn)題難點(diǎn)：對(duì)汽車、火車轉(zhuǎn)彎向心力的分析.認(rèn)真閱讀課本P76-P77完成下列問(wèn)題。翻開(kāi)“優(yōu)化探究”P(pán)56“新知預(yù)習(xí)探究”一、轉(zhuǎn)彎時(shí)向心力實(shí)例分析.3、空中轉(zhuǎn)彎（1）在水平路面上滑冰運(yùn)動(dòng)員和摩托車在拐彎時(shí)由誰(shuí)提供向心力呢？1、水平路面轉(zhuǎn)彎2、傾斜路面上轉(zhuǎn)彎（1）在傾斜路面上汽車和火車在拐

2、彎時(shí)由誰(shuí)提供向心力呢？（2）火車的軌道是怎樣設(shè)計(jì)的？請(qǐng)分析說(shuō)明？在天空中鳥(niǎo)和飛機(jī)轉(zhuǎn)彎時(shí)由誰(shuí)提供向心力呢？（2）在水平路面上滑冰運(yùn)動(dòng)員和摩托車在拐彎時(shí)速度過(guò)快或轉(zhuǎn)彎半徑太小時(shí)，滑冰運(yùn)動(dòng)員和摩托車會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象，為什么？（3）彎道的限速取決于什么？請(qǐng)分析說(shuō)明？5思考（1）在水平路面上滑冰運(yùn)動(dòng)員和摩托車在拐彎時(shí)由誰(shuí)提供向心力呢？在水平面上拐彎時(shí)，有向外側(cè)打滑的趨勢(shì)，地面就會(huì)對(duì)摩托車產(chǎn)生指向內(nèi)側(cè)的摩擦力，這時(shí)受到三個(gè)力的作用：重力G、支持力N和靜摩擦力f,其中靜摩擦力指向圓心，提供摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力F，即F=f.一、轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力實(shí)例分析例1.1、水平路面轉(zhuǎn)彎水平路面上轉(zhuǎn)彎(圓周運(yùn)動(dòng))GNf動(dòng)畫(huà)

3、：H02210設(shè)摩托車沿半徑為R的水平圓形跑道以勻速率v行駛，若摩托車與路面的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ，要使摩托車不側(cè)滑，則摩托車行駛的最大速率是多少？解：（2）在水平路面上滑冰運(yùn)動(dòng)員和摩托車在拐彎時(shí)速度過(guò)快或轉(zhuǎn)彎半徑太小時(shí)，滑冰運(yùn)動(dòng)員和摩托車會(huì)出現(xiàn)什么現(xiàn)象，為什么？8由向心力公式：所以，當(dāng)轉(zhuǎn)彎速度過(guò)快或轉(zhuǎn)彎半徑太小時(shí)，摩擦力不足以提供摩托車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向心力。這時(shí)候摩托車將發(fā)生事故。思考在現(xiàn)實(shí)生活中，公路和鐵路的彎道通常是外高內(nèi)低，為什么這樣設(shè)計(jì)呢？例2.（1）汽車拐彎2、傾斜路面上轉(zhuǎn)彎GNNG汽車在彎道勻速轉(zhuǎn)彎動(dòng)畫(huà)：H02210（1）在傾斜路面上汽車和火車在拐彎時(shí)由誰(shuí)提供向心力呢？11GNNGF汽車拐

4、彎拐彎情景：受力分析：可得：即：由此可知：彎道的限速取決于彎道半徑及傾角。重力與彈力的合力提供向心力。12（2）火車拐彎GNF合 鐵路的彎道通常外高內(nèi)低，當(dāng)車速按照規(guī)定速度行駛，火車與鐵軌之間無(wú)擠壓，有利于保養(yǎng)鐵軌。求火車轉(zhuǎn)彎的規(guī)定速度？F合=F向 通過(guò)彎道的規(guī)定速度取決于彎道的半徑和傾角（2）火車拐彎（火車的軌道是怎樣設(shè)計(jì)的？ ）外軌內(nèi)軌思考討論：如果火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度超過(guò)了規(guī)定速度，那么哪一道鐵軌會(huì)受到車輪輪緣擠壓？如果火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度小于規(guī)定速度，那么哪一道鐵軌會(huì)受到車輪輪緣擠壓？思考當(dāng)v=v0時(shí)：當(dāng)vv0時(shí)：當(dāng)v72 km/h(20 m/s)，F(xiàn)將小于需要的向心力，所差的向心力仍需由外軌對(duì)輪緣的彈力來(lái)彌補(bǔ)，這樣會(huì)出現(xiàn)外側(cè)車輪向外擠壓外軌的現(xiàn)象。(2)如果車速v72 km/h，F(xiàn)將大于需要的向心力，超出的則由內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣的側(cè)壓力來(lái)平衡，這樣就出現(xiàn)內(nèi)側(cè)車輪的輪緣向外擠壓內(nèi)軌的現(xiàn)象。答案(1)0.195 m(2)見(jiàn)解析23勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析受力特點(diǎn)：由于外側(cè)高于內(nèi)側(cè)，重力和支持力的合力提供向心力F=mg tan= m Rv2v= gR tan轉(zhuǎn)彎限速取決于拐彎半徑和斜面傾角1、水平路面轉(zhuǎn)彎.