高一物理《生活中的圆周运动》导学案

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1、5.8生活中的圆周运动导学案复习:匀速圆周运动中,谁提供向心力?变速圆周运动中,谁提供向心力?怎样找向心力?预习过程中,思考以下问题:一、火车转弯问题首先观察火车轮缘和铁轨的外形1.火车转弯时的运动特点:火车转弯时做的是________运动,因而具有向心加速度,需要__________。若内外轨等高,谁提供向心力?有何弊病?如何解决?实际中火车转弯时谁提供向心力?对车速有何要求?θθGF合FN2.为了消除火车车轮对路轨的侧向压力,铁路弯道处内、外轨不在同一水平面上,即_______高、__________低。其高度差是根据

2、转弯处轨道的半径和规定的行驶速度而设计的。3.计算规定速度:设火车质量m、轨道平面倾角θ、轨道转弯处半径r、规定的车速v,则应有(写出表达式)4.在转弯处:(1)若列车行驶的速率等于规定速度,则两侧轨道都不受车轮对它的侧向压力(2)若列车行驶的速率大于规定速度,则___轨必受到车轮对它向___的压力(填“内”或“外”).(3)若列车行驶的速率小于规定速度,则___轨必受到车轮对它向___的压力(填“内”或“外”).二、拱形桥1.汽车在凸形桥的最高点时,谁提供向心力?请写出对应的表达式。(设桥的半径是r,汽车的质量是m,车速

3、为v,支持力为FN)①支持力FN________重力G②v越大,则压力_________,当v=________时,压力=0。2.汽车在凹形桥的最低点时,谁提供向心力?请写出对应的表达式。设桥的半径是r,汽车的质量是m,车速为v,支持力为FN。①支持力FN________重力G②v越大,则压力_________。三、航天器中的失重现象复习:超重的条件是什么?失重的条件是什么?完全失重的条件又是什么?1.近地做匀速圆周运动的航天器中,物体的向心力由谁提供?(1)v=时,航天员(或物体)对航天器无压力,航天员处于_______

4、____状态。(2)任何关闭了发动机又不受__________的飞行器,都是一个___________的环境。2.把航天器失重的原因说成是它离地球太远,从而摆脱了地球引力,是的。四、离心运动(1)定义:做圆周运动的物体,在合外力突然消失时,将会;如果合外力未消失,但合力不足以提供它做圆周运动所需的向心力时,将会做逐渐__________圆心的运动,这种运动叫离心运动.(2)向心运动:做圆周运动的物体,当其所受的沿径向的合外力_______于物体所需的向心力时,物体会逐渐__________圆心.(3)离心现象的本质是物体惯

5、性的表现。(4)离心运动的应用例子有:洗衣机的脱水筒和利用离心现象制作棉花糖等等。【问题思考】结合生活实际,举出物体做离心运动的例子。在这些例子中,离心运动是有益的还是有害的?你能说出这些例子中离心运动是怎样发生的吗?【例题解析】例1、火车以某一速度v通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,下面分析正确的是()A.轨道半径R=v2/gB.若火车速度大于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向外C.若火车速度小于v时,外轨将受到侧压力作用,其方向平行轨道平面向内D.当火车质量改变时,安全速率也将改变例2、有一辆质量

6、为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。(g取10m/s2)(1)汽车到达桥顶时速度为5m/s,汽车对桥的压力是多大?(2)汽车以多大速度经过桥顶时便恰好对桥没有压力而腾空?(3)汽车对地面的压力过小是不安全的.因此从这个角度讲,汽车过桥时的速度不能过大。对于同样的车速,拱桥圆弧的半径大些比较安全,还是小些比较安全?(4)如果拱桥的半径增大到与地球半径R一样,汽车要在地面上腾空,速度要多大?(已知地球半径为6400km)例3、飞行员的质量为m,驾驶飞机在竖直平面内以速度v做匀速圆周运动,在其运动圆周的最高点和最低点

7、,飞行员对座椅产生的压力是()A.在最低点比在最高点大2mv2/RB.相等C.在最低点比在最高点大2mgD.最高点的压力大些【夯实基础】1、如图6.8—7所示,汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时,关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况,以下说法正确的是()A.在竖直方向汽车受到三个力:重力、桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力:重力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力D.汽车对桥面的压力大于汽车的重力2、在高速公路的拐弯处,路面造得外高内低,即当车向右拐弯时,司机左侧路面比右侧的要高一些,路面

8、与水平面间的夹角为θ,设拐弯路段是半径为R的圆弧,要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零,θ应满足什么条件?3、汽车的速度是72km/h,过凸桥最高点时,对桥的压力是车重的一半,则桥面的半径为__________m,当车速为__________m/s时,车对桥面最高点的压力恰

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