公开课《竖直平面内的圆周运动实例分析》学案

1、竖直平面内的圆周运动实例分析学案班级：姓名：座号：学习口标：1、会分析汽车过凸形桥最高点和凹形桥最低点的受力情况：2、会分析轻杆、轻绳、管道内的小球做竖直平面内閲周运动在最高点、最低点的受力悄况3、 掌握轻杆、轻绳、管道内的小球做竖直平而内圆周运动的临界条件。学习内容： 一、汽车过凹凸桥1. 汽车过凸形桥的最高点问题1：如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖在方向上受力如何？问题2：如果汽车在拱形桥顶点静止时，桥面受到的压力如何？问题3：如果汽车在拱形桥上，以某一速度 v通过圆弧半径为R的拱形桥的最高点的时候，桥 面受到的压力如何？问题4：汽车的速度比丽更大呢？汽车会怎么运动？（提示，此时

2、汽车受力、速度、加速度如何）问题5：如來是凹形桥，汽车行驶在最低点时，桥而受到的压力如何 ？2. 汽车过凹形桥的最低点汽车过凹形桥时的运动也可看做闘周运动。汽车通过凹形桥授低点时，如图所示，车对桥的压力比汽车的重力人些还是小些？问题6：上学期我们曾经学习过超重和失重现象，那么试利用“超、失重”的观点定性分析车在拱形桥最高点，凹形桥的最低点分别处于哪种状态?1、水流星、过山车（轻绳模型）7讨论与交流：为什么在最高点时过山车不竖直下落？水不会流出呢 用自制教具做水流星表演并思考问题。问题1:最高点水的受丿J情况？向心力是什么？问题2：最低点水的受力情况？向心力是什么？问题3：最高点水的速度最小是多

3、少时才能保证水不流出？、轻杆模型思考与讨论：如果是用杆固定小球使球绕杆另一端在竖直平面内做圆周运动，上面所求的临 速率还适用吗？讨论与交流：当小球运动到最低点时轻杆对小球的作用力情况怎样和最高点时冇什么不同呢练习：1. ?辆质量 m=2.0 t的小轿车，驶过半径R=90 m的一段圆弧形桥面，重力加速度 g 1R 10m/s?o 求：（1） 若桥而为凹形，汽车以2（）m/s的速度通过桥而最低点时，对桥面压力是多大？（2）若桥面为凸形，汽车以10 m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？（3）汽车以多大速度通过凸形桥而顶点时，对桥面刚好没有压力？2.杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水

4、的水桶，在竖肓平面内做圆周运动，若水的质量加=0.5 kg,绳长/=60cm,求：(1) 最高点水不流出的最小速率，(2) 水在最髙点速率v = 3 m/s时，水对桶底的压力3. 长L=0.5 m的轻杆，其-?端连接着一个零件A, A的质量m = 2 kg.现让A在竖直平而内绕0点做匀速圆周运动，如图所示在A通过最高点时，求下列两种情况下A对杆的作用力：(1) A的速率为1 m/s:衬(2) A 的速率为 4 m/s.(g= 10 m/S2)|4. 游乐场的过山车的运动过程nJ以抽彖为图所示模型。弧形轨道下端与闘轨道相接，使小球从弧 形轨道上端A点静止滑下，进入圆轨道示沿圆轨道运动，最后离开。

5、试分析A点离地面的高度力至少要多大，小球才可以顺利通过圆轨道最髙点(已知圆轨道的半径为R,不考虑摩擦等阻力)(2)滑块在AB段运动过程中恒定外力F的大小5. 如图所示，水平轨道 AB与位于竖直面内半径为 R=0.90 m的半関形光滑轨道BCD相连，半 圆形 轨道的BD连线与AB垂直？质量为 m= 1.0kg nJ看作质点的小滑块在恒定外力 F作用下从 水平轨 道上的A点由静止开始向右运动，物体与水平地而间的动摩擦因数U=0.5到达水平轨道的末端B点时撤去外力，小滑块继续沿半圆形轨道运动，且恰好能通过轨道最高点D,滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到 A点.g取10nVs2,求：(1)滑块经过B点进入圆形轨道时对轨道的压力大小；6. 如图所示，将一质量为 m=0.1kg的小球自水平平台右端 O点以初速度v。水平抛出，小球飞 离平 台后由A点沿切线落入竖肓光滑圆轨道 ABC,并沿轨道恰好通过最高点C,圆轨道ABC的形状为半径R=2.5 m的圆截去了左上角127°的圆弧，CB为-其竖直直径，(sin53 =0.8 , cos