3.3 离心现象（1）—山东省济南外国语学校鲁科版高中物理必修二学案

物理新鲁科版必修二第3章导学案003 第三节 离心现象（1））---水平面内的圆周运动 【学习目标】 1.通过水平面内的圆周运动向心力的实例分析，会分析向心力来源，体会匀速圆周运动在生活、生产中的应用． 2．能应用向心力和向心加速度公式求解相关问题 【学习重点】 会分析向心力来源，并结合牛顿运动定律求解有关问题 【学习难点】 1.关于对临界问题的讨论和分析。 2.对变速圆周运动的理解和处理。 【自主学习】 一、知识回顾：向心力公式的理解： 二|、转弯时的向心力 1、赛车水平路面转弯 进行受力分析，判断向心力的来源，给出寻找向心力基本方法。 思考 ：赛车在水平路面转弯 由侧向摩擦力提供向心力，若 赛车速度过大，会出现什么问题？此问题该怎么解决？ 例题1.如图一辆汽车行驶在半径为R=50m的水平弯道上，汽车质量m=103kg．汽车轮胎与干燥地面的动摩擦因数为μ1=0.7，与湿滑路面的动摩擦因数μ2=0.4． 问：（1）分别求出在两种不同的水平弯道路面中，要使汽车不打滑，速率最大值v1，v2为多少？ （2）若设计成外高内低的弯道路面，如图所示，要求以v0=7m/s的速率行驶的情况下，汽车恰好与路面无侧向摩擦力．求路面的倾角正切值tanθ． 分析 （1）为使汽车转弯时不打滑，汽车所受的静摩擦力不超过最大静摩擦力，当行驶的最大速度时，静摩擦力恰好达到最大值，根据牛顿第二定律求解． （2）若设计成外高内低的弯道路面，汽车恰好与路面无侧向摩擦力，由重力与支持力提供向心力，根据向心力公式求解； 解：（1）汽车转弯时做圆周运动，静摩擦力提供向心力，当静摩擦力恰好达到最大值，速度最大，则有： μ1mg=mv12/R 解得：v1==m/s 同理在湿滑路面转弯时的最大速度v2= m/s， （2）若设计成外高内低的弯道路面，汽车恰好与路面无侧向摩擦力，由重力与支持力提供向心力，则有： mgtanθ=mv02/R 解得：tanθ= 0.098 答：（1）要使汽车不打滑，速率最大值v1，v2分别为m/s；m/s， （2）路面的倾角正切值tanθ为0.098； 点评 熟记摩擦力公式和向心力公式是解决本题的关键，弄清向心力是由哪些力提供的，通常这样找向心力：沿半径方向的所有力的合力提供该物体做圆周运动的向心力． 2、改变车道，汽车转弯 强调寻找向心力来源的方法：不共线的两个力的。