高一物理圆周运动的案例分析

1、23圆周运动的案例分析圆周运动的案例分析核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练课前自主学案课前自主学案知能优化训练知能优化训练2.3课标定位课标定位学习目标：学习目标：1.理解向心力的来源，并能对具体实例进理解向心力的来源，并能对具体实例进行分析和计算行分析和计算2掌握牛顿第二定律在圆周运动中的应用掌握牛顿第二定律在圆周运动中的应用3通过具体分析生活中的圆周运动问题，掌握处理通过具体分析生活中的圆周运动问题，掌握处理这类问题的思路和方法这类问题的思路和方法重点难点：竖直面内的圆周运动问题，列车转弯及重点难点：竖直面内的圆周运动问题，列车转弯及拱形桥问题拱形桥问题课前自主学案课前自主学

2、案一、分析游乐场中的圆周运动一、分析游乐场中的圆周运动1受力分析受力分析(1)过山车在轨道顶部时要受到过山车在轨道顶部时要受到_和轨道对车的和轨道对车的_作用，这两个力的作用，这两个力的_提供过山车做圆提供过山车做圆周运动的向心力周运动的向心力(2)当过山车恰好经过轨道顶部时，弹力为零，此时当过山车恰好经过轨道顶部时，弹力为零，此时_提供向心力提供向心力重力重力弹力弹力合力合力重力重力临界速度临界速度压力压力思考感悟思考感悟在游乐场，我们乘坐过山车时，常常会被吓得高声在游乐场，我们乘坐过山车时，常常会被吓得高声尖叫，心惊胆战，过山车能从高高的圆形轨道顶部尖叫，心惊胆战，过山车能从高高的圆形轨道

3、顶部轰然而过，车与人却不掉下来，这是为什么呢？轰然而过，车与人却不掉下来，这是为什么呢？提示：提示：当过山车在竖直面内做圆周运动到达最高点当过山车在竖直面内做圆周运动到达最高点时，所需要的向心力由其重力和轨道对车的作用力时，所需要的向心力由其重力和轨道对车的作用力来提供来提供当所需要的向心力大于或等于车的重力时，当所需要的向心力大于或等于车的重力时，车与人就不会掉下来车与人就不会掉下来二、研究运动物体转弯时的向心力二、研究运动物体转弯时的向心力1自行车转弯时要向转弯处的内侧倾斜，由自行车转弯时要向转弯处的内侧倾斜，由_的作用力与的作用力与_的合力作为转弯所的合力作为转弯所需要的向心力需要的向心

4、力2汽车在水平路面上转弯时由地面的汽车在水平路面上转弯时由地面的_提提供向心力供向心力3火车转弯时的向心力由火车转弯时的向心力由_和铁轨对火车和铁轨对火车的的_的合力提供，其向心力方向沿的合力提供，其向心力方向沿_方向方向地面地面对车对车重力重力摩擦力摩擦力重力重力支持力支持力水平水平核心要点突破核心要点突破即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)1乘坐游乐园的翻滚过山车，质量为乘坐游乐园的翻滚过山车，质量为m的人随车的人随车在竖直平面内旋转时，下列说法中正确的是在竖直平面内旋转时，下列说法中正确的是()A车在最高点时，车在轨道内侧，人处于倒坐状车在最高点时，车在轨道内侧，人

5、处于倒坐状态，被保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来态，被保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来B人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力人在最高点时对座位仍可能产生压力，但压力一定小于一定小于mgC人在最低点时对座位的压力等于人在最低点时对座位的压力等于mgD人在最低点时对座位的压力大于人在最低点时对座位的压力大于mg在火车转弯处，外轨高于内轨，如图在火车转弯处，外轨高于内轨，如图235所示，所示，转弯时所需的向心力由重力和弹力的合力提供否转弯时所需的向心力由重力和弹力的合力提供否则，转弯时所需向心力应由外轨对车轮的压力提供，则，转弯时所需向心力应由外轨对车轮的压力提供，而这样对车轨会造成损坏

6、，车速大时，容易出事而这样对车轨会造成损坏，车速大时，容易出事故故2弯道的行驶速度弯道的行驶速度设车轨间距为设车轨间距为L，两轨高度差为，两轨高度差为h，转弯半径为，转弯半径为R，质量为质量为m的火车运行时应当有多大的速度？的火车运行时应当有多大的速度？火车无挤压作用火车无挤压作用(2)当火车行驶速度当火车行驶速度vv0时，外轨道对火车轮缘有时，外轨道对火车轮缘有挤压作用挤压作用(3)当火车行驶速度当火车行驶速度vv0时，内轨道对火车轮缘有时，内轨道对火车轮缘有挤压作用挤压作用即时应用即时应用 (即时突破，小试牛刀即时突破，小试牛刀)2火车在拐弯时，对于向心力的分析，正确的火车在拐弯时，对于向

7、心力的分析，正确的是是()A由于火车本身作用而产生了向心力由于火车本身作用而产生了向心力B主要是由于内外轨的高度差的作用，车身略主要是由于内外轨的高度差的作用，车身略有倾斜，车身所受重力的分力产生了向心力有倾斜，车身所受重力的分力产生了向心力C火车在拐弯时的速率小于规定速率时，内轨将给火车在拐弯时的速率小于规定速率时，内轨将给火车侧压力，侧压力就是向心力火车侧压力，侧压力就是向心力D火车在拐弯时的速率大于规定速率时，外轨将给火车在拐弯时的速率大于规定速率时，外轨将给火车侧压力，侧压力作为火车拐弯时向心力的一部分火车侧压力，侧压力作为火车拐弯时向心力的一部分解析：解析：选选D.火车正常拐弯时，重

8、力和支持力的合力提火车正常拐弯时，重力和支持力的合力提供向心力，故供向心力，故A、B选项错；当拐弯速率大于规定速选项错；当拐弯速率大于规定速率时，外轨对火车有侧压力作用；当拐弯速率小于规率时，外轨对火车有侧压力作用；当拐弯速率小于规定速率时，内轨对火车有侧压力作用，此时，火车拐定速率时，内轨对火车有侧压力作用，此时，火车拐弯所需的向心力是重力、支持力和侧压力的合力来提弯所需的向心力是重力、支持力和侧压力的合力来提供，故供，故C错，错，D对对课堂互动讲练课堂互动讲练拱形桥问题分析拱形桥问题分析 汽车质量为汽车质量为1.5104 kg，以不变的速率先，以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，桥面圆

9、弧半径都为后驶过凹形桥面和凸形桥面，桥面圆弧半径都为15 m，如果凹形桥面承受的最大压力不得超过，如果凹形桥面承受的最大压力不得超过2.0105 N，汽车允许的最大速率是多少？汽车，汽车允许的最大速率是多少？汽车以此速率驶过凸形桥面的最小压力是多少？以此速率驶过凸形桥面的最小压力是多少？图图236图图237【答案答案】7.07 m/s1.0105 N机车转弯问题分析机车转弯问题分析 如图如图238所示，某游乐场里的赛车场地所示，某游乐场里的赛车场地为圆形，半径为为圆形，半径为100 m，一赛车和选手的总质量为，一赛车和选手的总质量为100 kg，车轮与地面间的最大静摩擦力为，车轮与地面间的最大静摩擦力为600 N.(1)若赛车的速度达到若赛车的速度达到72 km/h，这辆车在运动过程，这辆车在运动过程中会不会发生侧移？中会不会发生侧移？(2)若将场地建成外高内低的圆形，且倾角为若将场地建成外高内低的圆形，且倾角为30，并假设车轮和地面之间的最大静摩擦力不变，为并假设车轮和地面之间的最大静摩擦力不变