河北地区高中物理第五章曲线运动第7节生活中的圆周运动导学案无解答新人教必修.docx

第7节 生活中的圆周运动【学习目标】1、知道向心力是使物体产生向心加速度的原因。2、会在具体问题中分析向心力的来源，并能初步应用公式计算。3、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。4、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。【重点难点】1、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。2、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。【导学提示】1、 通读教材，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。2、 依据预习学案再通读教材，进行知识梳理，勾划重难点将疑问记录下来，并写下提示语，熟记基础知识。3、 进一步思考完成探究案问题及练习。注：带C层选做【预习案】1、做匀速圆周运动的物体所受的合外力总是指向 ，所以叫 ，它是根据力的 来命名的。2、向心力总是指向圆心，而线速度沿圆的切线方向，故向心力始终与线速度垂直，所以向心力的作用效果只是改变物体线速度的 而不改变线速度的 。3、向心力产生的加速度也总是指向 ，叫 。4、从数量关系上，当从外界提供的向心力与物体在某轨道上做圆周运动所需要的向心力满足 关系时，物体做圆周运动。我的疑问 探究案一、火车转弯1、火车结构特点：火车的车轮有凸出的轮缘，且火车在轨道上运行时，有凸出轮缘的一边在两轨道内侧，图2）（图1）2、火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有_，需要_（1）如果转弯时内外轨一样高，则由_提供向心力，这样，铁轨和车轮易受损（2）如果转弯处 略高于 ，火车转弯时铁轨对火车的 不再是竖直向上的，而是_，它与重力的合力指向_，为火车提供了一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压适当设计内外轨的高度差，使火车以规定的速度行驶时，转弯需要的向心力几乎完全由_提供设内外轨间的距离为L，内外轨的高度差为h，火车转弯的半径为R，火车转弯的规定速度为v0，由图3所示力的合成得向心力为F合= 由牛顿第二定律得：F合=m 所以 = 即火车转弯的规定速度v0= 。（图3） 对火车转弯时速度与向心力的讨论a当火车以规定速度v0转弯时，合力F 向心力，这时轮缘与内外轨均无侧压力。b当火车转弯速度vv0时，该合力F 向心力，外轨向内挤压轮缘，提供侧压力，与F共同充当向心力。c当火车转弯速度vv0时，该合力F 向心力，内轨向外侧挤压轮缘，产生的侧压力与该合力F共同充当向心力。二、汽车过桥1当汽车以相同的速率分别行驶在凸形桥的最高点和凹形桥的最低点时，汽车对桥的压力的区别如下表所示. 内容项目凸形桥凹形桥受力分析图以a方向为正方向，根据牛顿第二定律列方程牛顿第三定律讨论v增大， 减小；当v增大到时，FN10v增大， 增大，只要v0，FN1mv2/r时，物体就会向内侧移动，做_运动；所受的合外力F合突然减小，即F合v0时，火车对外轨有向外的侧向压力C当火车的速率vv0时，火车对内轨有向内的挤压力D当火车的速率vv0时，火车对内轨有向内侧的压力2、汽车驶向一凸形桥，为了在通过桥顶时，减小汽车对桥的压力，司机应( ) A以尽可能小的速度通过桥顶 B适当增大速度通过桥顶 C以任何速度匀速通过桥顶 D使通过桥顶的向心加速度尽可能小3、在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象( ) 小孩荡秋千经过最低点汽车过凸形桥汽车过凹形桥在绕地球做匀速圆周运动的 飞船中的仪器A B C D4、下列关于离心现象的说法正确的是( )A当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线方向做匀速直线运动D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动5如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P点时，拉力F发生变化，下列关于小球运动情况的说法正确的是( ) A若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动 B若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动 C若拉力突然变小，小球将可能沿轨迹Pb做离心运动 D若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹Pc做向心运动6、在水平圆盘上分别放甲、乙、丙三个质量分别为m、2m、3m的物体，其轨道半径分别为r、2r、3r如图所示，三个物体的最大静擦力皆为所受重力的k倍，当圆盘角速度由小缓慢增加，相对圆盘首先滑动的是（ ）A、甲物体 B、乙物体C、丙物体 D、三个物体同时滑动 7、修铁路时，两轨间距是1 435 mm，某处铁路转弯的半径是300 m，若规定火车通过这里的速度是72 km/h.请你运用学过的知识计算一下，要想使内外轨均不受轮缘的挤压，内外轨的高度差应是多大？8、一根长为的绳子，当受到的拉力时即被拉断。若在此绳的一端拴一个质量为的物体，使物体以绳子的另一端为圆心在竖直面内做圆周运动，当物体运动到最低点时绳子断裂。求（1）物体运动至最低点时的角速度和线速度各是多大？（2）若绳断处物体距地面高，经多长时间物体落至地面？（3）物体落地处距抛出点多远？落地时物体的速度是多大？9、有一轻质杆，长l=0.5m；一端固定一质量m=0.5kg的小球，轻杆绕另一端在竖直面内做圆周运动。（1）当小球运动到最高点的速度大小为4m/s时，求小球对杆的作用力；（2）当小球运动到最低点时，球受杆的拉力为41N，求此时小球的速度大小。10、如图所示，细绳一端系着质量m=0.6kg的