【中学教材全解】2013-2014学年高中物理（人教版，必修2）第5章第7节 生活中的圆周运动 学案+练案+课件+备课资料素材库（4份）

第7节 生活中的圆周运动 学习目标 1.知道生活中常见圆周运动，会分析常见圆周运动向心力来源。 2.知道离心运动及其产生的原因，知道离心现象的一些应用和可能带来的危害。 3.进一步理解向心力的概念，明确匀速圆周运动的产生条件，掌握向心力公式的应用。自主学习 1.火车转弯 （1)内外轨高度相同时，转弯所需的向心力由 力提供。 （2)外轨高度高于内轨，火车按设计速度行驶时，火车转弯所需的向心力由 提供。火车实际行驶速度大于设计速度时，其转弯所需的向心力由 力提供。 （3)若两轨间距为d，外轨比内轨高h，轨道转弯半径为R，则此处轨道的设计转弯速度为 。 2.汽车过拱桥问题研究 （1）汽车通过拱桥顶端时，向心力由 提供。 （2）汽车通过拱桥顶端时，向心加速度方向 ，所以汽车处于 （选填“超重”或“失重”)状态，车对桥的压力 车的重力。 （3）若汽车质量为m,桥面半径为R，当车行驶的速度为v时，汽车对凸形桥面压力为 。 3.航天器中的失重现象：在围绕地球运动的航天器中，由于物体所受的重力完全提供 ，物体处于完全 状态。 4.离心运动 （1）离心运动的定义： 。 （2）离心运动的条件： 。 自我检测 1.如图5-7-10所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是（ ）[来源:学,科,网Z,X,X,K] A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力 C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D.汽车对桥面的压力大于汽车的重力 2.铁路在转弯处外轨略高于内轨的原因是（ ） ①减轻轮缘对外轨的挤压 ②减轻轮缘对内轨的挤压 ③火车按规定的速度转弯，外轨就不受轮缘的挤压 ④火车无论以多大速度转弯，内外轨都不受轮缘挤压 A．①③ B．①④ C．②③ D．②④ 3.在下列情况中，汽车对凸形桥顶部的压力最小的是（ ) A．以较小的速度驶过半径较大的桥 B．以较小的速度驶过半径较小的桥 C．以较大的速度驶过半径较大的桥 D．以较大的速度驶过半径较小的桥 课内探究 一、铁路的弯道 火车转弯 1.火车匀速直进 模拟在平直轨道上匀速行驶的火车，如图5-7-11所示。 （1）火车受几个力作用? （2）这几个力的关系如何? 2.平直轨道火车转弯 多媒体展示模拟平直轨道火车转弯情形，回答下列3个问题。 （1）转弯与直进有何不同? （2）画出受力示意图，并结合运动情况分析各力的关系。 （3）挤压的后果会怎样?应该如何解决这一实际问题?结合学过的知识加以讨论，提出可行的解决方案，并画出受力图，加以定性说明。 3.火车的实际转弯轨道 （1）火车的实际转弯轨道是怎样的，是如何设计轨道避免火车对轨道的侧压力的？ （2）若两轨间距为d，外轨比内轨高h，轨道转弯半径为R，则此处轨道的设计转弯速度为多少？若火车速度与设计速度不同会怎样？ 例1火车以半径R=900 m转弯，火车质量为 kg，设计通过速度为30 m/s，火车轨距l=1.4 m，要使火车安全通过弯道，求两轨高度差h的大小。（θ较小时tan θ=sin θ，g取10 ）[来源:Zxxk.Com] [来源:学。科。网] 拓展：汽车转弯 试分析摩托车、自行车转弯时向心力的来源？ 例2汽车以半径R=30 m在水平轨道上转弯，汽车质量为 kg，速度为10 m/s。若轨道水平，求汽车转弯时与轨道的摩擦力至少多大？ [来源:Z_xx_k.Com] 二、拱形桥 1.凸形桥 播放录像：交通工具（自行车、汽车等)过拱形桥。 问题：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? 拓展探究：请同学们进一步考虑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.凹形桥 问题：汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力情况。仍设汽车的质量为m，在凹形桥上以速度v行驶，桥面的圆弧半径为R。 拓展结论：过拱桥（竖直面内圆周运动） 汽车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。 汽车对桥面的压力 加速度 方向 超重失 重状态 最高点 =mg-m ( )/(R) <mg 竖直 向下 失重 最低点 =mg+m ( )/(R) >mg 竖直 向上 超重 注意：若速度过