4.3向心力的实例分析

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1、高中物理导学案编号：19编者：林振枝审核:课题：第3节向心力的实例分析一、学习目标：1、知道如果一个力或儿个力的合力的效果是使物体产生向心加速，它就是圆周运动的物体所受的向心力。会在具体问题中分析向心力的來源。2、理解匀速圆周运动的规律。3、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。二、学习要点：1•教学重点：理解做匀速闘周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力；找出向心力的来源，理解并掌握在匀速圆周运动屮合外力提供向心力,能用向心力公式解决有关圆周运动的实际问题。2

2、•教学难点：火车在倾斜弯道上转弯的圆周运动模型的建立；临界问题中临界条件的确定。三、学习指导：板块一：预习学案（认真阅读教材p76-p79,独立完成下列问题）（一）、水平务向圆周运动（转弯问题）1、汽千水平路面转弯（1）汽车在水平地面上转弯所需的向心力由力提供。（2）汽车转弯过快会发生2、火车转弯:（1）内外轨高度相同时，转弯所需的向心力由力提供。（2）外轨高度高于内轨，火车按设计速度行驶时，火车转弯所需的向心力由二、竖直平面内的圆周运动1、汽车过拱桥：（1）过凸桥最高点时,汽车受支持力重力G,此时的向心力为⑵过I叫桥最高点吋，汽车受支持力Fn重力G,此

3、吋的向心力为2^过山车（1）“车”过最高点的条件是（2）对“车”进行受力分析：板块二：课堂合作探究学鴻事探究任务一：火车转弯问题情境：如图示已知h,L,转弯半径R,车轮对内外轨都无压力,质量为m的火车运行的速率应该多犬？思考为交流：如果超速行驶会怎么样？如果减速行驶呢?探究任务二：汽车过拱桥问题悄境：质量为m的汽不在拱形桥上以速度V行驶，若桥而的圆弧半径为厂，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力.（独立画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力.）S5・4思考：请同学们进一步考虑当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度冇多大.当汽车的速度大

4、于这个速度吋，会发生什么现象？介作交流：下面再一起共同分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力人些还是小些？当堂训练：1.杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m=0.5kg,细长/=60cm,求:(1)最高点水不流出的最小速率，(2)水在最高点速率v=3m/s时，水对桶底的压力.2•-•辆质最m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m/s2.求：⑴若桥而为凹形，汽不以20m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大?(2)若桥而为凸形，汽车以10m/s的速度

5、通过桥而最髙点时，对桥而压力是多大？(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力四、课堂小结：研究圆周运动的要点从“供〃"需〃两方面来进行研究⑴〃供〃一一分析物体受力，求沿半径方向的合外力(2)“需〃一一确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力⑶“供”“需”平衡做圆周运动V"F=ni物休做関周运劝所需空的向心))提供物休做I川MJr运劲沿半彳令方向的介力五、自主反思：六、课后作业：1.火车在转弯行驶时，需要靠铁轨的支持力提供向心力。下列关于火车转弯的说法中止确的是()A.在转弯处使外轨略高于内轨B.在转弯处使内轨略高于外轨C.在

6、转弯处使内轨、外轨在同一水平高度A.在转弯处火车受到的支持力竖直向上2.汽车以一定速率通过拱桥时，下列说法中正确的是（）A.在最高点汽车对桥的压力人于汽车的重力B.在最高点汽车对桥的压力等于汽车的重力C.在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力D.汽车以恒定的速率过桥时，汽车所受的合力为零3.关于铁道转弯处内外铁轨间有高度差，下列说法中正确的是（）A.可以使火车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的摩擦B.火车转弯时，火车的速度越小，车轮对内侧的铁轨测侧向压力越小C.火车转弯时，火车的速度越人，车轮对外侧的铁轨测侧向压力越人D.外铁轨略高于内铁轨，使得火车转弯时，由重

7、力和支持力的合力提供了部分向心力图14.如图1所示，在高速公路的拐弯处，路面筑得外高内低，即当车向左拐弯时，司机右侧的路而比左侧的要高一些，路而与水平而间的夹角为仇设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为”时车轮与路面Z间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于0,*应等于（）22•VVA.arcsin——B.arctan——RgRg1.2v2v2C.—arcsinD.arccot——2RgRg5.在下列情况中，汽午对凸形桥顶部的压力最小的是（）A.以较小的速度驶过半径较大的桥；B.以较小的速度驶过半径较小的桥；C.以较大的速度驶过半径较大的桥：D.以较大的速

8、度驶过半径较小的桥.6.-辆汽车匀速通过一座圆形拱桥后，接着又匀速通过圆弧形凹地