高中物理 第五章 曲线运动 第七节 生活中的圆周运动学案(新人教版)必修2.doc

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1、第七节　生活中的圆周运动[学习目标]　1.会分析具体圆周运动问题中向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题．　2.了解航天器中的失重现象及原因．　3.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害．[学生用书P30]一、铁路的弯道(阅读教材P26～P27)1．运动特点火车转弯时做圆周运动，因而具有向心加速度，由于质量巨大，所以需要很大的向心力．2．向心力来源(1)若转弯处内外轨一样高，则由外轨对轮缘的弹力提供向心力．(2)若在修筑铁路时，根据弯道的半径和规定的速度，适当选择内、外轨的高度差，则转弯时所需的向心力几乎完全由重

2、力和支持力的合力提供．拓展延伸►———————————————————(解疑难)对火车转弯时速度与向心力的讨论1．当火车以规定速度v0转弯时，重力G和支持力FN的合力F等于向心力，这时轮缘与内外轨均无侧压力．2．当火车转弯速度v>v0时，重力G和支持力FN的合力F小于向心力，外轨向内挤压轮缘，提供侧压力，与F共同充当向心力．3．当火车转弯速度v

3、上转弯时，所受摩擦力提供向心力．(　　)(3)车辆在“内低外高”的路面上转弯时，受到的合力可能为零．(　　)(4)车辆按规定车速通过“内低外高”的弯道时，向心力是由重力和支持力的合力提供的．(　　)提示：(1)×　(2)√　(3)×　(4)√二、拱形桥(阅读教材P27～P28)1．汽车过凸形桥汽车在凸形桥最高点时，如图甲所示，向心力Fn＝mg－FN＝，汽车对桥的压力FN′＝FN＝mg－，故汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力小于汽车的重力．2．汽车过凹形桥汽车在凹形桥最低点时，如图乙所示，向心力Fn＝FN－mg＝，汽车对桥的压力FN′＝FN

4、＝mg＋，故汽车在凹形桥上运动时，对桥的压力大于汽车的重力．拓展延伸►———————————————————(解疑难)1．汽车通过拱形桥最高点时，FN＝mg－m.(1)当v＝时，FN＝0.(2)当0≤v<时，0时，汽车将脱离桥面做平抛运动，发生危险．2．汽车通过凹形桥最低点时，FN＝mg＋m>mg，故凹形桥易被压垮，因而实际中拱形桥多于凹形桥．2.(1)汽车在水平路面上匀速行驶时，对地面的压力等于车重，加速行驶时大于车重．(　　)(2)汽车在拱形桥上行驶，速度小时对桥面的压力大于车重，速度大时压力小于车重．(　

5、　)(3)汽车通过凹形桥底部时，对桥面的压力一定大于车重．(　　)提示：(1)×　(2)×　(3)√三、航天器中的失重现象(阅读教材P28)　人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后可近似认为绕地球做匀速圆周运动，此时重力提供了航天器做圆周运动的向心力．航天器中的人和物随航天器一起做圆周运动，其向心力也是由重力提供的，此时重力全部用来提供向心力，不对其他物体产生压力，即里面的人和物处于完全失重状态．拓展延伸►———————————————————(解疑难)1．物体在航天器中处于完全失重状态，并不是说物体不受重力，只是重力全部用来提

6、供物体做圆周运动所需的向心力，使得物体所受支持力为0.2．任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器的内部，都是一个完全失重的环境．3．失重状态下，一切涉及重力的现象均不再发生，如无法使用水银气压计、天平等．注意：航天器中的物体所受重力小于在地面所受重力的现象，不是失重现象．3.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的有(　　)A．在飞船内可以用天平测量物体的质量B．在飞船内可以用水银气压计测舱内的气压C．在飞船内可以用弹簧测力计测拉力D．在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0，但重物仍受地球的引力提示：选CD.飞船内的物体

7、处于完全失重状态，此时放在天平上的物体对天平的压力为0，因此不能用天平测量物体的质量，A错误；同理，水银也不会产生压力，故水银气压计也不能使用，B错误；弹簧测力计测拉力遵从胡克定律，拉力的大小与弹簧伸长量成正比，C正确；飞船内的重物处于完全失重状态，并不是不受重力，而是重力全部用于提供物体做圆周运动所需的向心力，D正确．四、离心运动(阅读教材P28～P29)1．定义：在向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力时，物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动．2．离心运动的应用和防止(1)应用：离心干燥器；洗衣机的脱水桶；离心制管技术．(2)防

8、止：汽车在公路转弯处必须限速行驶；转动的砂轮、飞轮的转速不能太高．拓展延伸►———————————————————(解疑难)　离心运动的动力学分析F合表示对物体提供的合外力，mω2r或m表示物体做圆周运动所