高中物理《5.7 生活中的圆周运动》导学案 新人教版必修2.doc

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第五章曲线运动第七节生活中的圆周运动【课标要求】能用牛顿第二定律分析匀速圆周运动的向心力,分析生活和生产中的离心现象。关注抛体运动和圆周运动的规律与日常生活的联系。【学习目标】1.掌握圆周运动的特点，会分析铁路的弯道、拱形桥和航天器中的失重现象。2.自主学习，合作探究，通过分析生活中的圆周运动问题学会构建物理模型的思想方法。3.激情投入，关注圆周运动的规律与日常生活的联系。【重难点】1、重点：分析向心力来源2、难点：临界问题的讨论和分析【使用说明与学法指导】1.15分钟研读课本26-29页的内容，明确火车弯道、拱形桥和航天器中的失重现象。2．结合生活中的实例分析向心力来源和离线运动。3.甲带★的C层选做，带★★的BC层选做。【课前预习】火车转弯问题1．如图甲所示，若火车正在内外轨等高的轨道处转弯，请对火车进行受力分析并说明什么力提供火车做圆周运动的向心力？α乙2．如图乙示，若火车正在内外轨不等高处转弯，（轮缘与轨道间没有侧压力）请对火车进行受力分析，思考什么力提供火车做圆周运动的向心力？二、离心运动1.做圆周运动的物体，在合外力突然消失时，将会怎样？2.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？【我的疑问】请写出你的疑问，让我们在课堂上解决。【课内探究】探究点一：火车转弯问题情景1：新华网北京2013年７月２５日电，弯道限速８０公里，通过时速１８０公里 ，后果会如何？2013年７月２４日深夜，随着一声巨响，西班牙一列快速列车行驶至距加利西亚自治区首府圣地亚哥－德孔波斯特拉车站３公里处一个弯道时脱轨，造成至少７７人死亡。列车在弯道居然超速１００公里，实乃“死亡狂奔”。我们为什么要在火车转弯时限制速度呢？问题1：设火车质量m、轨道平面倾角θ、轨道转弯处半径r，为了消除火车车轮对路轨的侧向压力，试推导火车安全拐弯的速度。问题2：若列车行驶的速度大于规定速度，火车轮缘对哪个轨道有侧压力？问题3：若列车行驶的速度小于规定速度，火车轮缘对哪个轨道有侧压力？探究二：汽车过拱桥的问题情景2：汽车在炎热的夏天沿不平的曲面行使，很容易发生爆胎，你知道原因吗？快通过下面问题的分析来寻找原因吧。问题4：有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱形桥。（g取10m/s2）若汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？天上最美的是星星，人间最美的是真情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）若有一辆质量为800kg的小汽车，驶上圆弧半径为50m的凹形桥，在最低点时速度为2m/s求：在最低点车对桥的压力多大？ 【学以致用】1.为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以()A．增大汽车转弯时的速度　B．减小汽车转弯时的速度C．增大汽车与路面间的摩擦D．减小汽车与路面间的摩擦2.汽车在炎热的夏天沿不平的曲面行使，其中最容易发生爆胎的点是（）。（假定汽车运动速率不变）A．a点B．b点C．c点D．d点★3.如图所示，光滑水平面上，小球m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，关于小球运动情况的说法正确的是(　　)A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动D．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pc做近心运动★★4．一根长为0.4m的细绳,当它受到5N的拉力时会被拉断,现在它的一端拴着一个质量为0.4㎏的小球,以另一端为中心,使小球在竖直平面内做圆周运动,当它经过最低点时能将绳子拉断的线速度至少是多少?【知识链接】列车脱轨的几种不同原因   列车脱轨危及行车安全，轻者中断行车，扰乱运输秩序；重者车毁人亡，造成重大经济损失和社会影响。事实证明，列车脱轨是各种影响脱轨的不利因素综合作用的结果，对影响列车脱轨必须进行全面系统的分析研究，客观的分析列车脱轨的原因、机理，才能采取合适的技术和管理措施，减少甚至杜绝脱轨事故的发生。    造成列车脱轨的受力条件有两类，一类是使轮重减少的，一类是使轮轨之间横向力加大的，它们都有可能导致一个车轮爬上或跳上钢轨，造成轮对的另一端车轮掉道，从而产生列车脱轨。    一般说来，造成列车脱轨的具体原因主要来源于轨道、机车车辆、列车操控及其他因素等方面。引自5月5日《北京科技报》，作者：北京交通大学土木建筑学院副教授