2.3.2 圆周运动实例分析（二）（学案） —2020-2021学年教科版高中物理必修二

2.3.2 圆周运动实例分析（二） 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】 1.轻绳模型 如图所示，轻绳系的小球或在轨道内侧运动的小球，在最高点时的临界状态为只受重力， 由 ＝m，得v＝ . 在最高点时： ①v＝时，拉力或压力为零． ②v>时，物体受绳子的拉力，并且随速度的增大而 ． ③v<时，物体不能达到最高点．(实际上球未到最高点就脱离了轨道) 即绳类模型中小球在最高点的临界速度为v临＝. 2.轻杆模型 如图所示，在细轻杆上固定的小球或在管形轨道内运动的小球，由于杆和管能对小球产生向上的支持力，所以小球能在竖直平面内做圆周运动的条件是在最高点的速度大于或等于零，小球的受力情况为： ①v＝0时， 小球受向上的支持力N＝ . ②0<v<时，小球受 的弹力力且随速度的增大而 ． ③v＝时，小球只受重力． ④v>时，小球受 的弹力，并且随速度的增大而 ． 即杆类模型中小球在最高点的临界速度为v临＝0. 【交流讨论】 【成果展示】展示学生交流讨论成果 【教师执导】教师引导、点拨、辨析、梳理，阐释内涵与外延等（略） 【学以致用】 考点一　单轨、绳子模型：（最高点没有支撑） 【例1】一辆质量m＝2 t的轿车，驶过半径R＝90 m的一段凸形桥面，g＝10 m/s2，求： (1)轿车以10 m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大？ (2)在最高点对桥面的压力等于轿车重力的一半时，车的速度大小是多少？ 【变式1】如图所示，一光滑的半径为R的半圆形轨道放在水平面上，一个质量为m的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口飞出时，对轨道的压力恰好为零，则小球落地点C距A处多远？ 【变式2】如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是 (　　) A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力 B．小球在最高点时绳子的拉力有可能为零 C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为零 D．小球过最