[中学联盟]江苏省包场高级中学人教版高中物理必修二：第五章第七节生活中的圆周运动 学案（无答案）

7.生活中的圆周运动 教学目标 1. 会在具体问题中分析向心力的来源； 2. 能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例； 3. 知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。 问题导学 一、火车转弯问题[来源:Z*xx*k.Com] 活动与探究1 1．在平直轨道上匀速行驶的火车，所受的合力为零，那么火车在转弯时呢？是什么力提供向心力？ 2．内外铁轨相平时，铁轨怎么会对火车提供水平方向的作用力呢？ 3．内外铁轨相平时，使外轨对外轮轮缘的弹力提供使火车转弯的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？为了使铁轨不受到损坏，在铁轨铺设方面，应该采取怎样的措施呢？ 迁移与应用1[来源:学。科。网] 铁路转弯的圆弧半径是300 m，轨距是1 435 mm，规定火车通过这里的速度是72 km/h，内外轨的高度差该是多大时才能使铁轨不受轮缘的挤压？保持内外轨的这个高度差，如果车的速度大于或小于72 km/h，会分别发生什么现象？说明理由。 1．火车转弯时的圆周平面 虽然外轨略高于内轨，但整个外轨是等高的，整个内轨也是等高的，因而火车在行驶过程中，火车的重心高度不变，即火车重心的轨迹在同一个水平面内。故火车做圆周运动的圆周平面是水平面，而不是斜面，火车的向心加速度和向心力均是沿水平方向指向圆心。 2．速度与轨道压力的关系 （1）当火车行驶速度v等于规定速度v0时，所需向心力仅由重力和弹力的合力提供，此时内外轨道对火车无挤压作用。 （2）当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时，内外轨道对火车轮缘有挤压作用，具体情况如下： ①当v＞v0时， ②当v＜v0时， 二、竖直面内的圆周运动 活动与探究2 1．如图所示，质量为m的汽车在桥面上以速度v行驶，桥面的圆弧半径为R，汽车通过最高点时对桥面的压力为多大？ [来源:学科网ZXXK] 2．如果汽车在桥面上的速度不断增大，汽车对桥面的压力怎样变化？最终可能会发生什么现象？ 要点提炼 1．汽车过拱形桥(如图) 汽车在最高点满足关系： ＝m，即FN＝ . [来源:学科网ZXXK] (1)当v＝ 时，______________________________________ (2)当0≤v< 时，_________________________