4.3向心力的實(shí)例分析導(dǎo)學(xué)案.

1、第四章第三節(jié)向心力的實(shí)例分析【課前延伸學(xué)案】【預(yù)習(xí)導(dǎo)學(xué)】1 向心力的來(lái)源是解決圓周運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵，試通過幾個(gè)實(shí)例來(lái)說明向心力的來(lái)源。2.火車轉(zhuǎn)彎問題中，火車的向心力來(lái)源是什么？試畫出火車轉(zhuǎn)彎的受力圖。3豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的線模型中向心力的來(lái)源是什么？為什么要有速度限制？4.豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的桿模型中向心力的來(lái)源是什么？這個(gè)模型有速度限制嗎？【基礎(chǔ)自測(cè)】1.如圖所示 A、B、C 三個(gè)物體放在旋轉(zhuǎn)圓臺(tái)上，動(dòng)摩擦因數(shù)2m ,B、C離軸為 2R ,則當(dāng)圓臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，（設(shè) A、B、C 都沒有滑動(dòng)）：（）A C 物的向心加速度最大B 物的靜摩擦力最小C 當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，C 比 A 先滑動(dòng)D當(dāng)圓臺(tái)轉(zhuǎn)速增加時(shí)，

2、B 比 A 先滑動(dòng)2如圖所示，物體與圓筒壁的動(dòng)摩擦因數(shù)為卩，圓筒的半徑為 R ,若要物體不滑下，圓筒的角速度至少為：（）A . R g B g C R g D . Rg 卩.3 在水平鐵路轉(zhuǎn)彎處，往往使外軌略高于內(nèi)軌，這是為了（）A .減輕火車輪子擠壓外軌B .減輕火車輪子擠壓內(nèi)軌C .使火車車身傾斜，利用重力和支持力的合力提供轉(zhuǎn)彎所需向心力D .限制火車向外脫軌4.如圖所示，汽車以速度 v 通過一半圓形拱橋的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車受力的說 法正確的是A .汽車受重力、支持力、向心力B .汽車受重力、支持力、牽引力、摩擦力、向心力C .汽車的向心力是重力D .汽車的重力和支持力的合力是向心力【課內(nèi)探

3、究學(xué)案】【要點(diǎn)簡(jiǎn)析】1. 火車轉(zhuǎn)彎模型：要使火車的車輪和內(nèi)外軌均不發(fā)生側(cè)向擠壓，則重力和彈力兩個(gè)力的合力提供向心力，有 mg tan 睜 2m rv。當(dāng)速度過大時(shí)，會(huì)擠壓外軌，速度過小時(shí)擠壓內(nèi)軌。2. 豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的線模型：最高點(diǎn)： T + mg = 2m rv ,能通過最高點(diǎn)的條件 TQ所以 vg;最低點(diǎn) T mg = 2m r v ,則 T=mg + 2m rv,線上拉力大于重力。3.豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的桿模型：最高點(diǎn)：當(dāng) gr v時(shí)，桿提供向上的支持力；當(dāng) v = gr 時(shí)，桿不提供力，物體只受重力；當(dāng) v gr 時(shí)，桿提供向下的拉力。最低點(diǎn) Tmg = 2m r v，貝 U T =

4、mg + 2m rv ,線上拉力大于重力?！镜淅觥坷?1 在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左 側(cè)的路面比右側(cè)的高一些.路面與水平面間的夾角為設(shè)拐彎路段是半徑為 R 的 圓弧，要使車速為v 時(shí)車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進(jìn)方向摩擦力等于零，B應(yīng)等于（）A . arcs in 2Rg v B . arctan 2Rg v C . 2larcsin 2Rg 2v D . arccot 2Rg v 針對(duì)練習(xí) 1:汽車在傾斜的彎道上拐彎，彎道 的傾角為 9,半徑為 r，則汽車完全不靠摩擦力轉(zhuǎn)彎的速率是：（）A. 9sin gr B.9cos gr C9tan gr D

5、9cot gr例 2、一輛質(zhì)量 m = 2.0t 的小轎車，駛過半徑 R = 90m 的一段凸形圓弧形橋 面，重力加速度 g = 10m/s2.求：（1 汽車以 I0m/s 的速度通過橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面壓力是多大？（2 汽車以多大速度通過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面剛好沒有壓力針對(duì)練習(xí) 2:用長(zhǎng) L = 0.6 m 的繩系著裝有 m = 0.5 kg 水的小桶，在豎直平面 內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，成為 水流星”求：（1）最高點(diǎn)水不流出的最小速度為多少？（2）若過最高點(diǎn)時(shí)速度為 3 m/s,此時(shí)水對(duì)桶底的壓力多大?【課外拓展學(xué)案】1 在水平鐵路轉(zhuǎn)彎處，往往使外軌略高于內(nèi)軌，這是為了（）A .減輕火車輪子擠壓外

6、軌B .減輕火車輪子擠壓內(nèi)軌C .使火車車身傾斜，利用重力和支持力的合力提供轉(zhuǎn)彎所需向心力D .限制火車向外脫軌2. 汽車以一定速率通過拱橋時(shí)，下列說法中正確的是（A .在最高點(diǎn)汽車對(duì)橋的壓力大于汽車的重力B .在最高點(diǎn)汽車對(duì)橋的壓力等于汽車的重力C .在最高點(diǎn)汽車對(duì)橋的壓力小于汽車的重力D .汽車以恒定的速率過橋時(shí)，汽車所受的合力為零3. 輛卡車在丘陵地勻速行駛，地形如圖所示，由于輪胎太舊，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段應(yīng)是（）A . a 處 B . b 處 C . c 處 D . d 處4.一汽車通過拱形橋頂點(diǎn)時(shí)速度為 10 m/s，車對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍氐?43,如果要使汽車在橋頂對(duì)橋面沒

7、有壓力，車速至少為（） A .15 m/s B . 20 m/s C .25 m/s D . 30 m/s5. 鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為 R，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為 h，L 為兩軌間的距 離，且 L h，如果列車轉(zhuǎn)彎速率大于 L Rgh /,則（）A .外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓 B.鐵軌與輪緣間無(wú)擠壓C .內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓 D.內(nèi)外鐵軌與輪緣間均有擠壓6. 質(zhì)量為 m 的小球，用一條繩子系在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球到達(dá)最高 點(diǎn)時(shí)的速度為 v ,至 U 達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速變?yōu)?24v gR，則兩位置處繩子所受的張力之差是（）A . 6mg B . 5mg C . 4mg D . 2mg7.如圖

8、所示，用長(zhǎng)為 I 的細(xì)繩拴著質(zhì)量為 m 的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn) 動(dòng)，則下列說法中正確的是（A .小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力B .小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可能為零C .若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則其在最高點(diǎn)的速率為 D .小球過最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球重力（第 3 題）8 .長(zhǎng)度為 L = 0.50m 的輕質(zhì)細(xì)桿OA,A端有一質(zhì)量為 m = 3.0kg 的小球,如圖所示，小球以 O 點(diǎn)為圓心在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，通過最高點(diǎn)時(shí)小球的速率是 2.0m/s，（ g = 10m/s2）則此時(shí)細(xì)桿 OA 受的（）A . 6.0N 的拉力 B . 6.0N 的壓力C .

9、 24N 的壓力 D . 24N 的拉力 9.如圖所示，輕繩一端系一小球，另一端固 定于O 點(diǎn)，在 O的 P 點(diǎn)釘一顆釘子，使懸線拉緊與豎直方向成一角度9,然后由靜止釋放小球，當(dāng)懸線碰到釘子時(shí)：（）A .小球的瞬時(shí)速度突然變大B .小球的加速度突然變大C .小球的所受的向心力突然變大D .懸線所受的拉力突然變大10半徑為 R 的光滑半圓柱固定在水平地面上，頂部有一小物塊,如圖所示，今給小物塊一個(gè)初速度 gR 0v，則物體將：、B、C 運(yùn)動(dòng) B.先沿圓面 AB 運(yùn)動(dòng)，然后在空中作拋物體線運(yùn)動(dòng) C.立即離開 圓柱表面做平拋運(yùn)動(dòng)D.立即離開圓柱表面作半徑更大的圓周運(yùn)動(dòng)9 童非，江西人，中國(guó)著名體操運(yùn)動(dòng)員，首次在單杠項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了單臂大回環(huán)”用一只手抓住單杠，伸展身體，以單杠為軸做圓周運(yùn)動(dòng)，假設(shè)童非質(zhì)量為 65kg，那么， 在完成 單臂大回環(huán)”的過程中， 童非的單臂至少要能夠承受多大的 力？（g= 10m/