高中物理生活中的圆周运动教案

这是一份高中物理生活中的圆周运动教案，共4页。教案主要包含了学习目标，学习重难点，新知探究，课堂反馈，达标检测等内容，欢迎下载使用。
【学习目标】
（1）理解向心力公式
（2）巩固受力分析，能找出具体问题中的向心力来源进而解决实际问题
【学习重难点】
运用圆周运动知识研究生活中的圆周运动实例
【新知探究】
1．火车转弯问题：
在铁路的弯道处，让 轨略高于 轨，使火车转弯时所需的向心力恰由 和 的合力提供，如图所示（注意：火车转弯时的轨道平面是水平的）。火车转弯时的速率v与弯道圆弧半径r、铁轨平面与水平面间的夹角θ应满足的关系为：
G
F
FN
θ
θ
O
2．汽车过拱桥问题
设汽车质量为m，桥面圆弧半径为r，汽车过桥面最高点时的速率为v，汽车受支持力为FN，则有mg－FN＝mv2/r
当v≥ EQ \r(,gr) 时，FN＝0，汽车将脱离桥面，发生危险。
3．汽车过凹形桥最低点时，其动力学方程为__________________。
4．航天器中的失重现象
①可以把地球看作一个巨大的拱桥，当航天器速度达到v= EQ \r(,gr) 时，其会离开地面，此时FN＝0，即完全失重状态。
②在任何关闭了发动机、又不受阻力的飞行器中，都是一个完全失重的环境，如向空中抛出的容器等。
5．离心运动
做匀速圆周运动的物体，在合外力________或者________时，做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫离心运动，发生离心运动的根本原因是“惯性”。
【课堂反馈】
1．有一列重为100t的火车，以72km/h速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为50m：（1）试计算铁轨受到的侧压力；
（2）若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的大小。
2. 一质量为1600 kg的汽车，行驶到一座半径为40m的圆弧形拱桥顶端时，汽车运动速度为10m/s，g=10m/s2。求：
⑴此时汽车对桥面压力的大小；
⑵若要安全通过桥面，汽车在最高点的最大速度。
【达标检测】
1．汽车以一定速率通过拱桥时，下列说法中正确的是（ ）
A．在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力
B．在最高点汽车对桥的压力等于汽车的重力
C．在最高点汽车处于超重状态
D．汽车以恒定的速率过桥时，汽车所受的合力为零
2．公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”。如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时( )
A．汽车对凹形桥的压力等于汽车的重力
B．汽车对凹形桥的压力小于汽车的重力
C．汽车的向心加速度大于重力加速度
D．汽车的速度越大，对凹形桥面的压力越大
3.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，若火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力，下面分析正确的是（ ）
A. 若火车速度小于v时，外轨将受到向内的侧压力
B. 若火车速度小于v时，内轨将受到向外的侧压力
C. 若火车速度大于v时，内轨将受到向外的侧压力
D. 若火车速度大于v时，外轨将受到向外的侧压力
4.高速公路的拐弯处，通常路面是外高内低，如图所示，在某路段车向左转弯，司机左侧的路面比右侧路面低一些．车的运动可看作是做半径为R的圆周运动．内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d.已知重力加速为g，要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向的摩擦力)等于零，则汽车转弯时的车速应等于（ ）
A. gRℎLB. gRdℎC. gRLℎ D. gRℎd
5.关于离心现象下列说法正确的是( )
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时它将沿切线做匀速直线运动
C. 做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将沿半径向外做匀速直线运动
D. 做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将做曲运动
6． A、B、C三个物体放在旋转圆台上，摩擦因数均为μ，A的质量为2m，B、C的质量均为m，A、B离轴的距离为R，C离轴的距离为2R，重力加速度为g，则当圆台匀速转动时(设A、B、C都没有滑动) ( )。
A．C的向心加速度最大；
B．B受到的摩擦力大小是μmg；
C．若圆台转速逐渐增大，A比B先滑动；
D．若圆台转速逐渐增大，C将最先滑动
7．用细绳拴着质量为m的小球，使其在竖直平面内做半径为R的圆周运动，如图所示。重力加速度为g，则下列说法正确的是( )
A．小球通过最低点时，向心力一定大于mg
B．小球刚好通过最高点时的速度是 v=eq \r(\f(gR,2))
C．小球通过最高点时，绳子张力不可以为0
D．小球通过最高点时，向心力一定不小于mg
8.如图所示，小球m在竖直放置的内壁光滑的圆形细管内做圆周运动，则( )
A. 小球通过最高点的最小速度为v＝
B. 小球通过最高点时的向心力大于或等于mg
C. 小球通过最高点时一定受到向上的支持力
D. 小球通过最低点时一定受到外管壁的弹力
9．如图所示，在匀速转动的圆筒中有一个质量为1 kg的小物体能够随圆筒一起匀速转动而不下滑，已知圆筒内壁动摩擦因数μ＝0.2，半径为50 cm，g取10 m/s2。求：圆筒转速要满足的条件。(认为滑动摩擦力等于最大静摩擦力)
10.如图所示，汽车在水平路面做半径为R的大转弯的后视图，悬吊在车顶的灯左偏了θ角，重力加速度为g，则：
(1)车正向左转弯还是向右转弯？
(2)车速大小是多少？