6.4生活中的圆周运动——圆周运动的绳杆模型 导学案-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

山东省 高一物理翻转课堂课时学案 课 题 圆周运动中的绳、杆问题 编制人 审核人 目标导学 1、加深对向心力的认识，会在绳、杆两类问题中分析向心力的来源。 2、通过对几个圆周运动的事例的分析，掌握分析绳、杆问题中向心力的方法。 3、培养观察、分析问题，解决问题的能力，提高概括总结知识的能力。 重点 难点 绳、杆两类问题的“最高点”临界条件中向心力的分析。 问题记录 自 学 质 疑 学 案 请同学们将预习中的疑难问题写出来。 一、竖直平面内作圆周运动的临界问题 竖直平面内的圆周运动是典型的变速圆周运动。一般情况下，只讨论最高点和最低点的情况，常涉及过最高点时的临界问题。先自己试着完成下列问题 1、“绳模型”如图所示，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况。　　 ( v · 绳 )（注意：绳对小球只能产生拉力） ( v ) ( 球在竖直圆轨道内测 ) （1）小球恰能过最高点速度：绳子和轨道对小球刚好没力的作用 （2）要使小球能通过最高点，对小球在最高点的速度有何要求？ （3）小球在最高点的速度取不同值时，绳（轨道）对小球的作用力如何？ 班级 小组 姓名_______ _ 使用时间______年__ __月_ _日 编号 09 第 1 页 学 案 内 容 学生纠错 2、“杆模型”如图所示，小球在竖直平面内做圆周运动过最高点情况　　 ( O 光滑小球在竖直圆管中 v ) ( 杆 v )（注意：轻杆和细线不同，轻杆对小球既能产生拉力，又能产生推力） （1）小球能过最高点的临界条件： （2）小球在最高点的速度取不同值时，杆（管）对小球的作用力如何？ 练习1：（多选）如图所示，细线的一端有一个小球，现给小球一初速度，使小球绕细线另一端O在竖直平面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时细线对小球的作用力，则F可能（ ） A．是拉力 B．是推力 C．等于零 D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于零 练习2：长度为L＝0.5 m的轻质细杆OA，A端有一质量为m＝3.0kg的小球，如图所示，小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取10m/s2，则此时细杆OA受到（ ） A.6.0N的拉力 B.6.0N的压力 C.24N的拉力 D.24N的压力 ( A L O m ) 二、合作互学，针对自学中出现的问题相互讨论，力争合作解决。 三、完成在线测学，将自学质疑疑问写下来课后交给课代表。 请同学们记录自己的错题并分析原因。 第 2 页 训 练 展 示 学 案 目标导学 学 习 目 标 识 记 理 解 应 用 1.进一步熟悉圆周运动的向心力来源 1 2.竖直圆周运动中物体在最高点或最低点的向心力和向心加速度 3 3.熟练运用公式进行计算，并能解释有关的实际现象. 2 4 重点难点 熟练运用公式进行计算 学生笔记 学 案 内 容 1. 游乐场的翻滚过山车，人和车的总质量为5吨，轨道的半径为10m，到达轨道最高点的速度至少为多少时，才能保证游客的安全。 2、（多选）如图所示，小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的有（ ） A．小球通过最高点的最小速度为 B．小球通过最高点的最小速度为零 C．小球在水平线ab以下管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力 D．小球在水平线ab以上管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力 第 3 页 学 案 内 容 学生笔记 3、如图，质量为0.5kg的小杯里盛有1kg的水，用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为1m，小杯通过最高点的速度为4m/s，g取 10m/s2,求： (1) 在最高点时，绳的拉力？ (2) 在最高点时水对小杯底的压力？ (3) 为使小杯经过最高点时水不流出, 在最高点时最小速率是多少? 4、用长为L的细杆拉着质量为m的小球在竖直平面内作圆周运动，小球运动到最高点时，速率等于2,求：杆在最高点所受的力是压力还是拉力？大小是多少？ 5.质量为25kg的小孩坐到秋千板上，小孩离系绳横粱2.5m。如果秋千板摆到最低点时，小孩运动速度的大小是5m/s，求她对秋千板压力多大？ 自 我 反 思 第 4 页 学科网（北京）股份有限公司 $$