5.8生活中的圆周运动学案

嫩江县高级中学学习指导（一）

设 计 学号 姓名 张德胜 审核 家长签字 课时 批改意见 2

课 题：第八节 生活中的圆周运动

学习目标：

1、知道向心力是使物体产生向心加速度的原因，且向心力是圆周运动的物体半径方向的合力，不管是匀速圆周运动还是变速圆周运动。

2、会在具体问题中分析向心力的来源，并能初步应用公式计算． 3、能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例．

4、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度．

学习重点： 1、具体问题中向心力的来源． 2、关于临界问题的讨论和分析 3、对变速圆周运动的理解和处理． 学习方法： 知识链接：

1、做匀速圆周运动的物体有什么特点？

2、做匀速圆周运动的物体的向心力就是物体受到的合外力，那么什么样的力可以提供或充当向心力呢？（以教材p17思考与讨论中的两个实例为例加以说明）

3、向心力是一种实际存在的力吗？在受力分析中如何处理向心力？在实际问题中又如何确定向心力的大小呢？

学习过程： 一、火车转弯问题

1、火车车轮与铁轨的构造是怎样的？

2、如果火车在水平弯道上转弯，试分析其受力情况及向心力的

来源。

1

3、如果火车按照上述方法转弯有什么危害？

4、实际中的铁路弯道是如何设计的？为什么要这样设计？

5、在4中的火车转弯中火车的轨迹平面及圆心位置在哪？

6、已知火车的转弯的轨道半径R、轨道倾角θ，画出火车的受力分析图，并求出火车的最佳行驶速率（就是火车转弯时的速率多大才不至于对内外轨道产生侧向相互挤压）?

7、思考讨论如果火车速率不是上述数值火车的受力什么样？向心力来源怎样？

8、拓展应用 解释下列现象：

（1）．为什么高速公路弯道处外高内低，超速车道比主车道更倾斜？

（2）．在场地自行车比赛中，为什么比赛路面也是外高内低，

（3）．飞机要在空中实施水平转弯，应该怎样飞行？

（4）．汽车在水平面内转弯是什么力提供向心力？

二、汽车过桥（只限在最高点和最低点） 1、分析汽车过拱形桥的特点

（1）、汽车过桥时做什么运动？在最高点汽车受什么力的作用？什么力提供汽车做圆周运动的向心力？

2

v R N

（2）、质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力．通过分析你可以得出什么结论?汽车在桥顶出现什么现象？

（3）、当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大？当汽车的速度大于这个速度时，会发生什么现象？

2、分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些？（列式说明）

3（说一说）刚才同学们分析了汽车在拱形桥最高点和凹形桥的最低点的情形，如果汽车不在拱形桥的最高点或最低点，前面的结论还是否能用?如果不能直接运用，又如何来研究这一问题呢?

5、拓展应用

1、杂技”水流星” 在通过最高点时为什么水没有流出来？

2、演示小球过“山车”，学生求小球过“山车”在竖直平面内做圆周运动的最高点最小速度（知小球过“山车”在竖直平面内做圆周运动的半径为R）

3、满足什么条件如图所示的翻滚过山车就不会从最高点掉不下来？

三、航天器中的失重现象

1、汽车在水平路面上行驶时会出现失重现象吗？

2、地球是什么形状的？

. R R v N 3、汽车在地球上运动就是在球上运动，那在一定条件下是否可以把车看做圆周运动？

3

4、思考与讨论

地球可以看做一个巨大的拱形桥。汽车沿南北行驶，不断加速。请思考：会不会出现这样的情况，速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零，此时汽车处于什么状态？驾驶员与座椅间的压力是多少？驾驶员躯体各部分间的压力是多少？驾驶员此时可能有什么感觉？

5、当宇宙飞船在地面高度约为一、二千米时，它的轨道半径近似等于地球的半径（约R=6400km）。宇航员受到地球引力近似等于他在地面的重量为G=mg，宇航员还可能受到飞船座舱对他的支持力FN。当它的速度是多大时可以出现和上述汽车相同的现象？（g=10m/s2）

6、在上述现象中宇航员出于什么状态？

六、离心运动

1、如果一个正在做圆周运动的物体所受的向心力突然消失，物体将做什么运动？

2如果外界提供的力小于物体做圆周运动所需的向心力，物体将怎样运动？（看教材P26图5.8-8）

3、离心现象的应用和危害。

检测训练： 基础训练：

教材课后问题与练习和《创新方案》第31页，自测10分钟 拓展提高：

《创新方案》典例精讲坛中的活学活用

学习反思：

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