【優(yōu)化方案】高中物理 第2章2.3 圓周運動的案例分析課件 滬科必修2

2．3圓周運動的案例分析

核心要點突破課堂互動講練課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練2.3課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解向心力的來源，并能對具體實例進(jìn)行分析和計算．2．掌握牛頓第二定律在圓周運動中的應(yīng)用．3．通過具體分析生活中的圓周運動問題，掌握處理這類問題的思路和方法．重點難點：豎直面內(nèi)的圓周運動問題，列車轉(zhuǎn)彎及拱形橋問題．課標(biāo)定位課前自主學(xué)案一、分析游樂場中的圓周運動1．受力分析(1)過山車在軌道頂部時要受到_______和軌道對車的________作用，這兩個力的_______提供過山車做圓周運動的向心力．(2)當(dāng)過山車恰好經(jīng)過軌道頂部時，彈力為零，此時_______提供向心力．重力彈力合力重力臨界速度壓力思考感悟在游樂場，我們乘坐過山車時，常常會被嚇得高聲尖叫，心驚膽戰(zhàn)，過山車能從高高的圓形軌道頂部轟然而過，車與人卻不掉下來，這是為什么呢？提示：當(dāng)過山車在豎直面內(nèi)做圓周運動到達(dá)最高點時，所需要的向心力由其重力和軌道對車的作用力來提供．當(dāng)所需要的向心力大于或等于車的重力時，車與人就不會掉下來．二、研究運動物體轉(zhuǎn)彎時的向心力1．自行車轉(zhuǎn)彎時要向轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)側(cè)傾斜，由____________的作用力與________的合力作為轉(zhuǎn)彎所需要的向心力．2．汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時由地面的________提供向心力．3．火車轉(zhuǎn)彎時的向心力由_______和鐵軌對火車的___________的合力提供，其向心力方向沿_______方向．地面對車重力摩擦力重力支持力水平核心要點突破即時時應(yīng)應(yīng)用用(即時時突突破破，，小小試試牛牛刀刀)1．乘坐坐游游樂樂園園的的翻翻滾滾過過山山車車，，質(zhì)質(zhì)量量為為m的人人隨隨車車在在豎豎直直平平面面內(nèi)內(nèi)旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時時，，下下列列說說法法中中正正確確的的是是()A．車在在最最高高點點時時，，車車在在軌軌道道內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)，，人人處處于于倒倒坐坐狀狀態(tài)態(tài)，，被被保保險險帶帶拉拉住住，，沒沒有有保保險險帶帶，，人人就就會會掉掉下下來來B．人在在最最高高點點時時對對座座位位仍仍可可能能產(chǎn)產(chǎn)生生壓壓力力，，但但壓壓力力一一定定小小于于mgC．人在在最最低低點點時時對對座座位位的的壓壓力力等等于于mgD．人在在最最低低點點時時對對座座位位的的壓壓力力大大于于mg在火火車車轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎彎處處，，外外軌軌高高于于內(nèi)內(nèi)軌軌，，如如圖圖2－3－5所示示，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎彎時時所所需需的的向向心心力力由由重重力力和和彈彈力力的的合合力力提提供供．．否否則則，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎彎時時所所需需向向心心力力應(yīng)應(yīng)由由外外軌軌對對車車輪輪的的壓壓力力提提供供，，而而這這樣樣對對車車軌軌會會造造成成損損壞壞，，車車速速大大時時，，容容易易出出事事故故．．2．彎彎道道的的行行駛駛速速度度設(shè)車車軌軌間間距距為為L，兩兩軌軌高高度度差差為為h，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎彎半半徑徑為為R，質(zhì)質(zhì)量量為為m的火火車車運運行行時時應(yīng)應(yīng)當(dāng)當(dāng)有有多多大大的的速速度度？？火車無擠壓作作用．(2)當(dāng)火車行駛速速度v>v0時，外軌道對對火車輪緣有有擠壓作用．(3)當(dāng)火車行駛速速度v<v0時，內(nèi)軌道對對火車輪緣有有擠壓作用．即時應(yīng)用(即時突破，小小試牛刀)2．火車在在拐彎彎時，，對于于向心心力的的分析析，正正確的的是()A．由于火火車本本身作作用而而產(chǎn)生生了向向心力力B．主要是是由于于內(nèi)外外軌的的高度度差的的作用用，車車身略略有傾傾斜，，車身身所受受重力力的分分力產(chǎn)產(chǎn)生了了向心心力C．火車在在拐彎彎時的的速率率小于于規(guī)定定速率率時，，內(nèi)軌軌將給給火車車側(cè)壓壓力，，側(cè)壓壓力就就是向向心力力D．火車在在拐彎彎時的的速率率大于于規(guī)定定速率率時，，外軌軌將給給火車車側(cè)壓壓力，，側(cè)壓壓力作作為火火車拐拐彎時時向心心力的的一部部分解析：：選D.火車正正常拐拐彎時時，重重力和和支持持力的的合力力提供供向心心力，，故A、B選項錯錯；當(dāng)當(dāng)拐彎彎速率率大于于規(guī)定定速率率時，，外軌軌對火火車有有側(cè)壓壓力作作用；；當(dāng)拐拐彎速速率小小于規(guī)規(guī)定速速率時時，內(nèi)內(nèi)軌對對火車車有側(cè)側(cè)壓力力作用用，此此時，，火車車拐彎彎所需需的向向心力力是重重力、、支持持力和和側(cè)壓壓力的的合力力來提提供，，故C錯，D對．課堂互動講練拱形橋問題分析類型一例1汽車質(zhì)質(zhì)量為為1.5×104kg，以不不變的的速率率先后后駛過過凹形形橋面面和凸凸形橋橋面，，橋面面圓弧弧半徑徑都為為15m，如果果凹形形橋面面承受受的最最大壓壓力不不得超超過2.0×105N，汽車車允許許的最最大速速率是是多少少？汽汽車以以此速速率駛駛過凸凸形橋橋面的的最小小壓力力是多多少？？圖2－3－6圖2－3－7【答案】7.07m/s1.0×105N機(jī)車轉(zhuǎn)彎問題分析類型二例2如圖2－3－8所示，某某游樂場場里的賽賽車場地地為圓形形，半徑徑為100m，一賽車車和選手手的總質(zhì)質(zhì)量為100kg，車輪與與地面間間的最大大靜摩擦擦力為600N.(1)若賽車的的速度達(dá)達(dá)到72km/h，這輛車車在運動動過程中中會不會會發(fā)生側(cè)側(cè)移？(2)若將場地地建成外外高內(nèi)低低的圓形形，且傾傾角為30°，并假設(shè)設(shè)車輪和和地面