山东沂源县第二中学高中物理人教版必修2第5章 第7节《生活中的圆周运动》课件（18张ppt）+教学设计 （2份打包）

8生活中的圆周运动 一、学习目标 1．知识与技能 （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． 2．过程与方法 （1）培养学生观察、分析、解决问题的程序和方法． （2）培养学生比较分析、总结归纳的能力． 3．情感、态度与价值观 （1）激发学生学习兴趣，培养学生关心周围事物的习惯． （2）培养学生用理论解释实际问题的能力与习惯 二、学习过程 知识回顾 1、物体做圆周运动时，受力有何共同点 2、向心力的特点 方向： 大小： 疑问与反思 实际情景 受力分析 提供向心力的力 圆周运动实例研究 实例研究1——火车过弯（水平面内的圆周运动） 疑问与反思 知识背景1 火车以半径R= 300 m在水平轨道上转弯，火车质量为8×105kg，速度为30m/s。 设向心力由轨道指向圆心的静摩擦力提供 代入数据可得： Ff=2.4×106N 但轨道提供的静摩擦力最大值： Ff静m=μmg=1.96×106N 知识背景2 海南高速赛车场的试车道 室外自行车赛道 研究与讨论 疑问与反思 1、请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道？ 设计方案思想简述 画出草图 简单计算说明 可行性分析 2、最佳方案 火车以半径R= 900 m转弯，火车质量为8×105kg，设计通过速度为30m/s，火车轨距l=1.4 m，要使火车安全通过弯道，轨道应该垫的高度h？ （θ较小时tanθ=sinθ） 3、若火车速度与设计速度不同会怎样？ 过大： 过小： 4、若火车车轮无轮缘，火车速度过大或过小时将向哪侧运动？ 过大： 过小： 向心、圆周、离心运动 供需关系 何种运动 画出大致轨迹 实例研究2——过拱桥（竖直面内圆周运动） 计算比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为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 最低点 研究与讨论 1、若速度过快，汽车做何种运动？ 2、汽车有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？ 研究圆周运动要点小结 拓展研究 若汽车沿圆弧桥面从顶端下滑，分析汽车的运动情况。 O O � EMBED Equation.3 ��� $$ 生活中的圆周运动 * 火车车轮的特点 轮缘 铁轨 (轨距) G FN F弹 　　外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。 　　让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨对轮缘的挤压。 FN G o F FN mg F合 θ 例1、若火车质量为m，转弯半径为r，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为θ ，请问火车的速度为多大？ θ 当v=v0时： 当v>v0时： 当v<v0时： 轮缘不受侧向压力 轮缘受到外轨向内的挤压力 轮缘受到内轨向外的挤压力 F弹 F弹 h 由牛顿第二定律： 例题：一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m／s2．求：(1)若桥面为凹形，汽车以18m／s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大?     (2)若桥面为凸形，汽车以6m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大? 解：汽车通过底部时，受力情况如图： r 代入数据得：FN=2.72X104N 由牛顿第三定律得：汽车对桥面的压力为2.72X104N G FN h 解：汽车通过桥顶时，受力情况如图： 由牛顿第二定律： O r 代入数据得：FN=1.92X104N 由牛顿第三定律得：汽车对桥面的压力为1.92X104N mg FN 生活中有很多运动都可以看作圆周运 动，解决这类问题的关键就是 处理圆周运动问题的一般步骤： 选准研究对象进行受力分析。 （1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径； （2）进行受力分析，画出受力分析图; （3）求出在半径方向的合力，即向心力； （4）用牛顿第二定律 结合匀速圆周 运动的特点列方程求解。 1、离心干燥器的金属网笼 利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置 2、制作“棉花”糖的原理： 4、洗衣机的脱水筒 3、用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内 列车速度过快，造成翻车事故 从“供”、“需”两方面来进行研究 “供”——分析物体受力，求沿半径方向的合外力； “需”——确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力； “供”、“需”平衡物体做圆周运动。 ★