高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 7 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)優(yōu)質(zhì)課件 新人教版必修2

1、17生活中的圓周運(yùn)動(dòng)21能定性分析火車轉(zhuǎn)彎時(shí)外軌比內(nèi)軌高的原因，知道航天器中失重現(xiàn)象的本質(zhì)2會(huì)用牛頓第二定律分析圓周運(yùn)動(dòng)，能定量分析汽車過拱形橋最高點(diǎn)和凹形橋最低點(diǎn)的壓力問題3進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)力與物體的慣性對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化所起的作用，知道離心現(xiàn)象及產(chǎn)生條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止教學(xué)目標(biāo)3【重點(diǎn)】(1)理解向心力是一種效果力(2)在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問題【難點(diǎn)】(1)具體問題中向心力的來源(2)關(guān)于對(duì)臨界問題的討論和分析(3)對(duì)變速圓周運(yùn)動(dòng)的理解和處理重點(diǎn)難點(diǎn)4本節(jié)課在勻速圓周運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合兩個(gè)實(shí)際例子進(jìn)行分析，教學(xué)時(shí)要注意充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用和學(xué)

2、生的主體作用，拓展知識(shí)的應(yīng)用分析和解決有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的問題，重要的是搞清楚向心力的來源，這是研究勻速圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵，在具體問題的分析時(shí)，要注意：1要判斷圓心的位置和質(zhì)點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑2對(duì)向心力來源的分析，要明確分析和計(jì)算的依據(jù)仍是普遍的運(yùn)動(dòng)規(guī)律牛頓第二定律，只是這里的加速度是向心加速度. 教學(xué)建議5【導(dǎo)入一】師：生活中圓周運(yùn)動(dòng)的例子很多，你能列舉一些嗎？生： 師：生活中的圓周運(yùn)動(dòng)是多種多樣的，大家都知道圓周運(yùn)動(dòng)需要向心力，你能談?wù)剬?duì)向心力的認(rèn)識(shí)嗎？生1：向心力總是指向圓心的；生2：向心力是按力的作用效果命名的力，并且是由其他力來提供的；新課導(dǎo)入6師：組織、鼓勵(lì)學(xué)生向老師提問有關(guān)圓周運(yùn)動(dòng)的問題生

3、：積極提問師：對(duì)學(xué)生的提問，教師首先要肯定其勇氣，并告訴學(xué)生他們所提的問題多數(shù)會(huì)在這堂課中得到解決，這堂課將深入分析圓周運(yùn)動(dòng)的幾個(gè)特例，解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的關(guān)鍵是分析向心力的來源，應(yīng)用的規(guī)律仍然是牛頓第二定律，與前面所學(xué)的知識(shí)大同小異新課導(dǎo)入7【導(dǎo)入二】賽車在經(jīng)過彎道時(shí)都會(huì)減速，如果不減速賽車就會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑，從而引發(fā)事故大家思考一下我們?nèi)绾尾拍苁官愜囋趶澋郎喜粶p速通過？課件展示自行車賽中自行車在通過彎道時(shí)的情景根據(jù)展示可以看出自行車在通過彎道時(shí)都是向內(nèi)側(cè)傾斜，這樣的目的是什么？賽場有什么特點(diǎn)？今天我們就來研究一下在轉(zhuǎn)彎的過程當(dāng)中如何來保證安全？ 新課導(dǎo)入8火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，在彎道處使外軌略_內(nèi)軌，鐵軌對(duì)

4、火車的支持力FN的方向不再是豎直的，而是斜向彎道的_側(cè)在修筑鐵路時(shí)，要根據(jù)彎道的半徑和規(guī)定的行駛速度，適當(dāng)選擇內(nèi)、外軌的高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力幾乎完全由_和支持力FN的合力來提供，如圖571所示由F合Gtan mgtan 得v0 .由于火車軌道建成后，R、各量是確定的，所以火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速應(yīng)當(dāng)是一個(gè)定值火車轉(zhuǎn)彎問題知識(shí)必備知識(shí)點(diǎn)一高于內(nèi)重力G圖5719汽車過拱形橋知識(shí)必備知識(shí)點(diǎn)二GFNGFnGFn小于越小0平拋運(yùn)動(dòng)10航天器中的失重現(xiàn)象知識(shí)必備知識(shí)點(diǎn)三地球半徑失重11做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于_，總有沿著切線方向飛出去的傾向但它沒有飛出去，這是因?yàn)開在拉著它，使它與圓心的距離保持不變一旦向心

5、力_，物體就沿切線方向飛出去，而在合力不足以提供所需向心力時(shí)，物體雖不會(huì)沿切線方向飛出去，也會(huì)逐漸遠(yuǎn)離圓心離心運(yùn)動(dòng)知識(shí)必備知識(shí)點(diǎn)四慣性向心力突然消失12想一想 鐵路和高速公路的轉(zhuǎn)彎處以及賽車場的環(huán)形車道的路面總是外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低，這樣做的目的是什么？要點(diǎn)總結(jié)1當(dāng)火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時(shí)，火車所需的向心力僅由_提供，此時(shí)內(nèi)、外軌對(duì)火車輪緣_擠壓作用學(xué)習(xí)互動(dòng)火車、汽車拐彎問題分析考點(diǎn)一重力和彈力的合力無132當(dāng)火車行駛速度v與規(guī)定速度v0不相等時(shí)，火車所需的向心力不再僅由重力和彈力的合力提供，此時(shí)內(nèi)、外軌對(duì)火車輪緣有擠壓作用，具體情況如下：(1)當(dāng)火車行駛速度vv0時(shí)，_對(duì)輪緣有側(cè)壓力(2)

6、當(dāng)火車行駛速度vv0時(shí)，_對(duì)輪緣有側(cè)壓力學(xué)習(xí)互動(dòng)外軌內(nèi)軌14學(xué)習(xí)互動(dòng)15學(xué)習(xí)互動(dòng)答案 A16學(xué)習(xí)互動(dòng)點(diǎn)評(píng) 對(duì)于火車拐彎問題要把握好以下兩點(diǎn)：(1)火車拐彎的動(dòng)力學(xué)分析；(2)鐵軌與火車輪緣的結(jié)構(gòu)，如圖所示17學(xué)習(xí)互動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)中的超重和失重考點(diǎn)二想一想 汽車通過拱形橋最高點(diǎn)時(shí)，是處于超重狀態(tài)還是處于失重狀態(tài)？為什么？要點(diǎn)總結(jié)1汽車過橋中的超重與失重18學(xué)習(xí)互動(dòng)19學(xué)習(xí)互動(dòng)例2 質(zhì)量m2.0104 kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為60 m，如果橋面承受的壓力不得超過3.0105 N，則：(1)汽車允許的最大速率是多少？(2)若以(1)問所求速率行駛，汽車對(duì)橋面

7、的最小壓力是多少？(g取10 m/s2)20學(xué)習(xí)互動(dòng)21學(xué)習(xí)互動(dòng)例3 一輛載重汽車的質(zhì)量為4m，通過半徑為R的拱形橋，若橋頂能承受的最大壓力為F3mg(g為重力加速度)，為了安全行駛，試求汽車通過橋頂?shù)乃俣确秶?2學(xué)習(xí)互動(dòng)點(diǎn)評(píng) 安全行駛應(yīng)該是既不壓壞橋頂，又不飛離橋面，因此速度不能太小，否則會(huì)壓壞橋頂，速度也不能太大，否則會(huì)飛離橋面23想一想 洗衣機(jī)脫水筒里的衣服上的水為什么能脫離衣服呢？摩托車越野比賽時(shí)，經(jīng)?？吹侥ν熊囋谵D(zhuǎn)彎處出現(xiàn)翻車現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是怎樣產(chǎn)生的呢？要點(diǎn)總結(jié)1離心運(yùn)動(dòng)(1)定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力_或_的情況下，所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)(2)本質(zhì)：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，

8、由于本身的_，總有沿著圓周切線方向飛出去的傾向?qū)W習(xí)互動(dòng)對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解和應(yīng)用考點(diǎn)三突然消失不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力慣性24(3)受力特點(diǎn)：當(dāng)Fm2r時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)F0時(shí)，物體沿切線方向飛出；當(dāng)Fm2r時(shí)，物體將逐漸靠近圓心，做近心運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)互動(dòng)圖57225學(xué)習(xí)互動(dòng)例4 關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的是()A物體一直不受外力作用時(shí)，可能做離心運(yùn)動(dòng)B在外界提供的向心力突然變大時(shí)，原來做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體將做離心運(yùn)動(dòng)C只要向心力的數(shù)值發(fā)生變化，原來做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體就將做離心運(yùn)動(dòng)D當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時(shí)，原來做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體將做離心運(yùn)動(dòng)答案 D解析 所謂離心運(yùn)動(dòng)是

9、指原來在做圓周運(yùn)動(dòng)的物體后來遠(yuǎn)離圓心，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；離心運(yùn)動(dòng)發(fā)生的條件是：實(shí)際的合力小于做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確26學(xué)習(xí)互動(dòng)點(diǎn)評(píng) 本題考查離心現(xiàn)象，解答本題的關(guān)鍵是理解離心運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)27備用習(xí)題答案 C解析物體在最低點(diǎn)最可能出現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)，對(duì)物體進(jìn)行受力分析，應(yīng)用牛頓第二定律，有mgcos mgsin m2r，解得1.0 rad/s，選項(xiàng)C正確28備用習(xí)題2(多選)如圖所示為賽車場的一個(gè)水平“U”形彎道，轉(zhuǎn)彎處為圓心在O點(diǎn)的半圓，內(nèi)、外半徑分別為r和2r.一輛質(zhì)量為m的賽車通過AB線經(jīng)彎道到達(dá)AB線，有如圖所示的、三條路線，其中路線是以O(shè)為圓心的半圓，OOr.賽車沿

10、圓弧路線行駛時(shí)，路面對(duì)輪胎的最大徑向靜摩擦力為Fmax.選擇路線，賽車以不打滑的最大速率通過彎道，則(所選路線內(nèi)賽車速率不變，發(fā)動(dòng)機(jī)功率足夠大)()A選擇路線，賽車經(jīng)過的路程最短B選擇路線，賽車的速率最小C選擇路線，賽車所用時(shí)間最短D、三條路線的圓弧上，賽車的向心加速度大小相等29備用習(xí)題答案 ACD30備用習(xí)題3下列有關(guān)洗衣機(jī)脫水筒的脫水原理說法正確的是()A水滴受離心力作用，而沿背離圓心的方向甩出B水滴受到向心力，由于慣性沿切線方向甩出C水滴受到的離心力大于它受到的向心力，從而沿切線方向甩出D水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力，于是沿切線方向甩出答案 D31自我檢測圖57332自我檢測答案 B33自我檢測2(圓周運(yùn)動(dòng)中的超重與失重)(多選)在下列各事例中，哪種情況將出現(xiàn)超重現(xiàn)象()A蕩秋千的小孩經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)B汽車過凸形橋最高點(diǎn)時(shí)C汽車過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)D在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船中的儀器答案 AC解析 超重現(xiàn)象就是物體對(duì)支持物的壓力大于物體所受到的重力選項(xiàng)B中汽車對(duì)橋面的壓力小于重力，處于失重狀態(tài)；在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船中的儀器是處于完全失重狀態(tài)故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤34自我檢測3(對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解和應(yīng)用)世界一級(jí)方程式錦標(biāo)賽新加坡大獎(jiǎng)賽賽道單圈長5.067公里，共有23個(gè)彎道如圖574所示，賽車