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《43向心力的实例分析学案3（鲁科版必修2）》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、4.3向心力的实例分析学案3【学习目标】(1).知道向心力是使物体产生向心加速度的原因.(2).会在具体问题中分析向心力的来源，并能初步应用公式计算.(3).能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例.(4).知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度.【学习重点】会在具体问题中分析向心力的來源，并结合牛顿运动定律求解有关问题.【学习难点】1.具体问题中向心力的来源.2.对变速圆周运动的理解和处理.【学习过程】例1火车转弯问题1.分析火车在平直轨道上
2、匀速运动时受什么力？2.如果火车在水平面内转弯时情况又有何不同呢？。3.火车转弯做的是一段圆周运动，需要有力来提供火车做圆周运动的向心力，而平直路前行不需要.那么火车转弯时是如何获得向心力的？4.高速行驶的火车的轮缘与铁轨挤压的后果会怎样？如何解决这一实际问题?结合学过的知识加以讨论,提出可行的解决方案，并画出受力图，加以定性说明.5.运用刚才的分析进一步讨论：火车转弯时的速度多大时才不至于对内外轨道产生相互挤压？选择合适的弯道倾斜角度，使向心力仅rh支持力F、和重力G的合力F台提供：F向二mv02/r二F合二mgtan()
3、vo=JgngO讨论：(1)当v二vo,F向二F合内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无弹力。(2)当v>V。，F向〉F合外轨道对外侧车轮轮缘有弹力。内轨道对内侧车轮轮缘冇弹力。例2竖直平面内的圆周运动在竖直平面内圆周运动能经过最高点的临界条件：1、用绳系小球或小球沿轨道内侧运动，恰能经过最高点吋，满足弹力20,重力提供/亠/—向心力飓=〃厂厂得临界速度卩Eg厂当小球速度心几时才能经过最高点2、用杆固定小球使球绕杆另一端做圆周运动经最高点时，由于所受重力可以由杆给它的向上的支持力平衡，由〃矽一/#矿厂0得临界速度”0二0当小球速度"
4、20时，就可经过最高点。小球在圆轨道外侧经最咼点时，mg—作/厂厂当斥0时，得临界速度”0=7云当小球速度uW时，才能沿圆轨道外侧经过最高点。例3如图，直杆上00两点间距为L,细线04长为的厶，（kA长为L,A端小球质量为加，要使两根细线均被拉直，杆应以多大的角速度3转动？解析当Q较小时，线加拉直，加松也而当Q太大时拉直，将松弛。设刚好拉直，但用2A仍为零时，角速度为5,此时ZO2O』二30°,对小球:在竖直方向：Fzcos3"=mg①在水平方向：局a・s力30°=也L•sin30°②由①②得69,=j2g/3厶局a变为零吋
5、，角速度为G③④设0：A由拉紧转到刚被拉直,对小球：A）2a•co曲kingA）2a•sin60＜）=z?7^22L•s力於0°由③④得％=J2g/厶,故j2g/3厶＜co＜J2g/厶【课堂小结】本节课通过一些具体的实例探究了物体在水平面内和竖直平面内作圆周运动的运动规律，知道了在具体圆周运动中如何来确定向心力。用向心力公式求解问题时的解题步骤如何？（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径；（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析哪些力提供了向心力；（3）根据牛顿第二定律，以及
6、向心力公式列方程；（4）解方程，对结果进行必要的讨论。【达标训练】1・汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力达到最大，当汽车速率增为原来的2倍吋，则汽车拐弯的半径必须（）A•减为原来的1/2倍B.减为原来的1/4倍C.增为原来的2倍D.增为原来的4倍2・杂技演员在表演水流星节目时，盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子到最高点时，里面水也不流出来，这是因为（）A.水处于失重状态，不受重力的作用了B.水受平衡力作用，合力为0C.水受的合力提供向心力，使水做圆周运动D.杯子特殊，杯底对水有吸力3・下列说法中，正确的是（）A.物体
7、做离心运动时，将离圆心越来越远B.物体做离心运动时，其运动轨迹一定是直线C.做离心运动的物体，一定不受到外力的作用D.做匀速圆周运动的物体，因受合力大小改变而不做圆周运动时，将做离心运动4・长厶二0.5m、质量可忽略的杆，其一端固定于。点，另一端连有质量〃尸2kg的小球,它绕0点做竖直平面内的圆周运动，当通过最高点时，如图所示，求下列情况下小球所受到的力（计算出大小，并说明是拉力还是支持力）。”（1）当Em/s时，大小为N,是力（
8、（2）当厂4m/s时，大小为N,是力J5・如图所示，汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为"，
9、半径为于，则汽车完全不（缶16‘题）5.Jg厂伽&靠摩擦力转弯的速率是答案：1・D2・C3・A4・（1）16,支持（2）44,拉
