高中物理 5.7 生活中的圆周运动导学案新人教版必修 .doc

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1、生活中的圆周运动导学案姓名：班级：【学习目标】1.能定性分析公路弯道处外高内低的原因，能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点时对桥的压力；2.了解航天器中的失重现象及其原因；3.知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止【课前预习】1、汽车在水平弯道上转弯时，受、、作用，向心力是由提供。2、公路弯道设计：转弯处要让公路路面适当的，使转弯时所需的向心力完全由和来提供，这样汽车就不容易由于速度过快而打滑。3、汽车过拱桥的问题：如图所示过凸桥时：向心力Fn＝＝，支持力FN＝，处于状态，对桥的压力汽车的重力。过凹桥时：

2、向心力Fn＝＝，支持力FN＝，处于状态，对桥的压力汽车的重力。4、航天器中的失重现象：当v=时，航天员处于完全失重状态。5、离心现象：如果一个正在做匀速圆周运动的物体在运动过程中合力提供所需的向心力时，物体就会沿切线方向飞出或________圆心运动，这就是离心现象．离心现象并非受“离心力”作用的运动．6、什么是离心运动？离心运动的应用有哪些？离心运动的危害又有哪些？【课堂探究】探究1、1、如果汽车在水平弯道上转弯，试分析其受力情况及向心力的来源。2、若要让汽车可以高速行驶，如何对弯道进行改造？为什么要这样设计？探究2、当汽

3、车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为R，求汽车过凸桥的最高点时对桥面的压力？过凹桥的最低点时对桥面的压力？设计成哪种桥比较好？探究3、(1)质量为m的航天器绕地球表面匀速飞行行时，把地球表面看作一个凸桥，那么提供向心力，满足关系式：＝m，则v＝.(2)质量为m的航天员：航天员的重力和座舱对航天员的支持力提供向心力，满足关系：mg－FN＝，当v＝时，FN＝0，即航天员处于状态．(3)航天器内的任何物体都处于状态．探究4、如图小球在竖直平面内转动，小球质量为m，转动半径为R，分析下列情况①轻绳系一小球在竖直平面内做圆周运动，

4、最高点的最小速度是多少。②轻杆固定一小球在竖直平面内做圆周运动，最高点的最小速度是多少。③小球沿竖直平面内光滑圆环的内侧做圆周运动，最高点的最小速度多少。④小球在竖直平面内的光滑管内做圆周运动，最高点的最小速度是多少。①②③④【例题与变式】例1、赛车在倾斜的轨道上转弯如图所示，弯道的倾角为θ，半径为r，则赛车完全不靠摩擦力转弯的速率是(设转弯半径水平)(　　)A.B.C.D.变式1、在高速公路的拐弯处，路面造的外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ。设拐弯路段是半径为R的圆弧，要

5、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应等于(　　)A．arcsinB．arctanC.arcsinD．arccot例2、一辆质量m=2.0×103kg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：（1）若桥面为凹形，汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？（2）若桥面为凸形，汽车以l0m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？（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？变式2、如图所示，质量m＝2.0×104kg的汽车以不

6、变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20m．如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N，(g取10m/s2)则：（1）汽车允许的最大速度是多少？（2）若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力？变式3、如图所示，某公园里的过山车驶过轨道的最高点时，乘客在座椅里面头朝下，人体颠倒，若轨道半径为R，人体重为mg，要使乘客经过轨道最高点时对座椅的压力等于自身的重力，则过山车在最高点时的速度大小为(　　)A．0B.C.D.例3、如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R＝100m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ＝0.23.

7、最大静摩擦力与滑动摩擦力相等，若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大？当超过vm时，将会出现什么现象？(g＝9.8m/s2)变式4、如图所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法中正确的是(　　)A．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动C．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做近心运动例4、质量为0.2kg的

8、小球固定在长为0.9m的轻杆一端，杆可绕过另一端O点的水平轴在竖直平面内转动．(g＝10m/s2)求：(1)当小球在最高点的速度为多大时，球对杆的作用力为零？(2)当小球在最高点的速度分别为6m/s和1.5m/s时，球对杆的作用力．变式5、如图所示，细杆的一端与小球相连，可绕过O点的水平轴