2.3.1 圆周运动实例分析(一)（学案） —2020-2021学年教科版高中物理必修二

2.3.1 圆周运动实例分析（一） 教学目标：1、定性分析火车外轨比内轨搞得原因。2、能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。 3、知道航天器中的失重现象的本质。4、知道离心运动及其产生条件，了解离心运动的运用和预防。 教学重点：生活中的圆周运动实例分析 教学难点：如何运用向心力、向心加速度的知识解释有关现象 【自主学习】 一、汽车过拱形桥 1．向心力来源（最高点和最低点）：汽车做圆周运动，________和________合力提供向心力。 2．动力学关系： （1）如图所示，汽车在凸形桥的最高点时，满足的关系为： ________，FN=________，由牛顿第三定律可知汽车对桥面的压力大小等于支持力，因此汽车在凸形桥上运动时，对桥的 压力________重力。当v=________时，其压力为零。 （2）如图所示，汽车在经过凹形桥的最低点时，满足的关系为： ________，FN=________，汽车对桥的压力大小=FN 。汽车过凹形桥时，对桥的压力________重力。 二、“旋转秋千” 1．运动特点：人及其座椅在水平面内做匀速圆周运动，悬线旋转形成一个圆锥面． 2．运动分析：将“旋转秋千”简化为圆锥摆模型(如图所示) (1)向心力：F合＝ 。 (2)运动分析：F合＝mω2r＝ 。 (3)缆绳与中心轴的夹角α满足cos α＝. 三、火车转弯 1．火车在弯道上的运动特点： 火车在弯道上运动时做________，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，需要很大的________。 2．转弯处内外轨一样高的缺点： 如果转弯处内外轨一样高，则由________对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损。 3．铁路弯道的特点： （1）转弯处________略高于________。 （2）铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道________（选填“内侧”或“外侧”） （3）铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的________，它提供了火车做圆周运动的________。 （4）设火车质量m、轨道平面倾角θ、轨道转弯处半径r、规定的车速v，则应有________ （写出表达式） 四、离心运动 1．定义：物体沿切线飞出或做逐渐________的运动。 2．原因：向心力突