公开课生活中的圆周运动实用教案

1、此地(c d)不宜居住吗？ 中央电视台今日说法栏目报道(bodo)了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案当地居民认为是风水问题，你相信吗？第1页/共34页第一页，共35页。F=rvm2提供物体做圆周运动的向心力物体做圆周运动所需要的向心力当当 “ “供供”“”“需需”平衡平衡(pnghng)(pnghng)时，时，物体做圆周运动物体做圆周运动第2页/共34页第二页，共35页。一、汽车一、汽车(qch)转弯转弯OmgFNFf提供(tgng)

2、向心力受力分析(fnx)FfFfFnmv2 / r 第3页/共34页第三页，共35页。课堂练习第4页/共34页第四页，共35页。FfFnm2 r 第5页/共34页第五页，共35页。思考思考(sk(sko)o)： 那火车转弯那火车转弯(zhun wn)时情况会有何不同时情况会有何不同呢？呢？ 火车转弯火车转弯(zhun wn)时是在做圆周运动，那么时是在做圆周运动，那么是什么力提供向心力？是什么力提供向心力？实例实例第6页/共34页第六页，共35页。车轮(ch ln)介绍第7页/共34页第七页，共35页。 铁路铁路(til)的的弯道弯道2vFFmr向心力外轨对轮缘的弹力外轨对轮缘的弹力(tnl)

3、提供向提供向心力心力. 靠这种办靠这种办法得到的向法得到的向心力缺点是心力缺点是什么？如何什么？如何解决这一实解决这一实际问题？际问题？第8页/共34页第八页，共35页。【最佳【最佳(zu (zu ji)ji)方案】方案】外轨略高于内轨外轨略高于内轨第9页/共34页第九页，共35页。GFNF合【方案【方案(fng (fng n)n)剖析】剖析】nFF合Rvmmg2tan火车火车(huch)(huch)转弯规定临转弯规定临界速度界速度: :tanvRg临界解析(ji x)：重力G与支持力FN的合力F合是使火车转弯的向心力第10页/共34页第十页，共35页。【研究(ynji)与讨论】 如果火车(h

4、uch)在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？ 第11页/共34页第十一页，共35页。讨论讨论(toln)：1.当当v , F提提 合力不足以提供向心力合力不足以提供向心力 外轨对轮缘有挤压；外轨对轮缘有挤压；2.当当v= , = F提合力恰好等于向心力提合力恰好等于向心力 内外轨对轮缘都无挤压内外轨对轮缘都无挤压3.当当 v , F提合力大于向心力，内轨提合力大于向心力，内轨 对轮缘有挤压对轮缘有挤压ghRlghRlghRlnFnFnF第12页/共34页第十二页，共35页。【物理与生活】 2008年4月18日，我国铁路进行了第六次大提速，时速将达200公里以上，这必将为我国经济腾飞注

5、入新的活力。假设你是一位从事铁路设计的工程师，你认为火车(huch)提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造？第13页/共34页第十三页，共35页。课堂练习2、质量 m=100t的火车在轨道(gudo)上行驶,火车内外轨连线与水平面夹角为370 ，弯道半径R=30m。(1)当火车的速度v1=10m/s时,轨道(gudo)何处受侧压力?方向如何?(2)当火车的速度v2=15m/s时,轨道(gudo)何处受侧压力?方向如何?(3)当火车的速度v3=20m/s时,轨道(gudo)何处受侧压力?方向如何?第14页/共34页第十四页，共35页。第15页/共34页第十五页，共35页。OOFTmgF合合

6、圆圆锥锥摆摆第16页/共34页第十六页，共35页。FNGFmgtanFnmv2 / r OOFTmgF合合圆圆锥锥摆摆FNmgF合合第17页/共34页第十七页，共35页。 公路上的拱形公路上的拱形桥是常见的，桥是常见的，汽车过桥时，汽车过桥时，也可以看做圆也可以看做圆周运动。那么周运动。那么是什么是什么(shn me)(shn me)力提供汽车的力提供汽车的向心力呢？向心力呢？思考思考(sk(sko)o)：实例三、汽车过桥第18页/共34页第十八页，共35页。讨论 质量为m的汽车(qch)在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车(qch)通过桥的最高点时所需的向

7、心力来源 第19页/共34页第十九页，共35页。1、受力分析(fnx)2、找圆心(yunxn)3、确定(qudng)F合即F向心力的方向。4、列方程NGF合= G-NFF合向心力2vGNmR2vNGmR2vNNGmR压力 第20页/共34页第二十页，共35页。 分析汽车(qch)通过最底点时车对桥 (过水路面)的压力 2vNGmr第21页/共34页第二十一页，共35页。第22页/共34页第二十二页，共35页。汽车对桥面的压力超重失重状态最高点最低点2vNGmGr2vNGmGr小结小结(xioji)：第23页/共34页第二十三页，共35页。课堂练习3、一辆质量 m=2.0t的小轿车，驶过半径R=

8、100m的一段圆弧形桥面。(1)若桥面为凹形，汽车以20m/s通过桥面最低点时，对桥面的压力是多大？(2)若桥面为凸形，汽车以10m/s通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大？(3)汽车以多大速度过凸形桥面顶点时，对桥面刚好(gngho)没有压力？第24页/共34页第二十四页，共35页。地球可以看做一座巨大的地球可以看做一座巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多驶员与座椅之间的压力是多少？少？思考与

9、讨论思考与讨论该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过(bgu)不是在汽车上，而是在航天飞机中 第25页/共34页第二十五页，共35页。第26页/共34页第二十六页，共35页。F=rvm2提供物体做圆周运动的向心力物体做圆周运动所需要的向心力当当 “ “供供”“”“需需”平衡平衡(pnghng)(pnghng)时，时，物体做圆周运动物体做圆周运动想一想：当想一想：当 “ “供供”“”“需需”不平衡不平衡(pnghng)(pnghng)时，物体将如时，物体将如何运动呢？何运动呢？第27页/共34页第二十七页，共35页。观察观察第28页/共34页第二十八页，共35页。1 1、定义、定义(dn

10、gy)(dngy)： 当向心力突然消失或者指向圆心的合力不足当向心力突然消失或者指向圆心的合力不足时，物体做逐渐远离圆心的运动时，物体做逐渐远离圆心的运动(yndng)，叫，叫做离心运动做离心运动(yndng)。实例第29页/共34页第二十九页，共35页。水水2、离心运动的应用与防止、离心运动的应用与防止第30页/共34页第三十页，共35页。用离心机把用离心机把体温计的水体温计的水银柱甩回玻银柱甩回玻璃璃(b l)泡泡内内制作棉花糖的原理：制作棉花糖的原理：内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，

11、黏稠的糖汁就做离内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度成为丝状到达温度(wnd)(wnd)较低的较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。雪白，像一团团棉花。第31页/共34页第三十一页，共35页。OF静vOFv第32页/共34页第三十二页，共35页。学习(xux)目标1.能定性分析火车外轨比内轨高的原因。2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。3.知道航天器中的失重现象的本质。4.知道离心(lxn)运动及其产生的条件，了解离心(lxn)运动的应用和防止。5.会用牛顿第二定律分析圆周运动。第33页/共34页第三十三页，共35页。谢谢您的观看(gunkn)！第34页/共34页第三十四页，共35页。NoImage内容(nirng)总结此地不宜居住吗。当 “供”“需”平衡时，物体做圆周运动。Fnmv2 / r。火