5.7生活中的圆周运动—人教版高中物理必修二学案【1】

1、导学案5-7 生活中的圆周运动（1）(2课时)班别： 姓名 学号 青春寄语：新的学期，新的开始。确定目标，勇往直前！投入激情，定会突破！【核心素养】1、会在具体问题中分析向心力的来源。2、掌握应用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题的一般方法，会处理水平面内的匀速圆周运动问题。【重点难点】会在具体问题中分析向心力的来源，并结合牛顿运动定律求解有关问题。【探究案】探究一：火车转弯问题：火车转弯是一段圆周运动，需要有力来提供火车做圆周运动的向心力【问题1】如果内、外轨是等高的，那么火车转弯时是如何获得向心力的? 【问题2】高速行驶的火车的轮缘与铁轨挤压，后果会怎样? 【问题3】那么应该如何解决这一实际

2、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。【问题4】火车转弯时的转弯半径为R，弯道的倾斜角度为，火车转弯时的速度为多大时，才不至于对内、外轨道产生挤压?a.外轨 内轨（低于、高于）。b.此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧。c.此时 的合力提供火车转弯所需的向心力。d.转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力完全由 提供，这样外轨就不受轮缘的挤压了。设内外轨的倾斜角度，火车转弯的半径为R，火车转弯的规定速度为v0，由图所示得向心力为= 由牛顿第二定律得：=m 所以 = ，即火车转弯的规定速度 讨论：1、若火车速度小于，是内轨

3、对火车轮缘有弹力还是外轮缘有弹力？2、 若火车速度大于，是内轨对火车轮缘有弹力还是外轮缘有弹力？探究二：（圆锥摆）如图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线长度为L，小球运动时与竖直方向成角，求：（1）小球运动的半径r（2）小球向心力Fn的大小（3）小球线速度v的大小（4）小球角速度w的大小解题步骤：1、明确研究对象2、分析运动情况：确定圆周所在平面（水平面、竖直平面）明确圆周运动的轨迹、圆心位置求圆周半径3、进行受力分析，求出指向圆心的合力，即向心力4、列方程（牛顿第二定律、牛顿第三定律）5、求解练1：（飞椅）有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为

4、L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为,不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度多大。探究三：（转盘）一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s盘面上距圆盘中0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体能够随圆盘一起运动，如图求小物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小练2：在水平面上转弯的汽车，提供向心力的是（ ）A重力与支持力的合力 B静摩擦力C滑动摩擦力 D重力、支持力、牵引力的合力练3：已知汽车的质量为m,所受最大静摩擦力是汽车重力的倍，已知重力加速度为g,汽车转

5、弯时的安全行驶速度最大是多少?探究四：（圆筒模型）如图所示,在匀速转动的圆筒内壁上紧靠着一个物体与圆筒一起运动,物体相对桶壁静止,则( )A、物体受到重力、静摩擦力、弹力、向心力4个力的作用 B、物体所受向心力是物体所受的重力提供的C、物体所受向心力是物体所受的弹力提供的 D、物体所受向心力是物体所受的静摩擦力提供的若已知物体质量为m,圆筒半径为r,圆筒转动的角速度为w,则弹力大小为_。练4：如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，小球紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）A、重力提供向心力B、筒壁支持力提供向心力C、重力和筒壁支持

6、力的合力提供向心力D、小球受重力、支持力、向心力3个力的作用训练案1、【多选】在某转弯处，规定火车行驶的速率为v0，则下列说法中正确的是() A当火车以速率v0行驶时，火车的重力与支持力的合力方向一定沿水平方向B当火车的速率vv0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、如图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，则小球受到的力有（ B ）A重力、绳子的拉力、向心力 B重力、绳子的拉力C重力 D以上说法均不正确3、【多选】如图所示的圆锥摆中，摆球A、B在同一水平面上作匀速圆周运动，关于A、B球