第五章第七节生活中的圆周运动导学案.doc

开远一中高一物理导学案
课题
生活中的圆周运动
时间
___2012____年__2____月__16_日
第______周
课型
新授课
课时
1课时
主备人
王飞鹏
审核人
师永琴
班级：____________ 姓名：___________ 小组：___________ 教师评价： ___________
课前预习学案
一、预习目标
1.知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力．会在具体问题中分析向心力的来源．
2.能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。
3.知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度．通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。
4.通过对几个实例的分析，明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题。
二、预习内容
1.仔细阅读教材，完成《学乐时空》“积累与整合”部分。
三、提出疑惑
1.疑惑点：__________________________________________________________________
2.疑惑内容：_________________________
课内探究学案
一、 学习目标
（一）知识与技能
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。
（二）过程与方法
会用牛顿第二定律分析圆周运动，并进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用。
（三）情感态度价值观
观察生活中的物理现象，体会物理知识在现实生活中的应用，从而提升学习物理的兴趣。
二、学习过程
探究一：火车转弯
1、仔细观察教材26页图5.7-1、5.7-2 和5.7-3
在平直轨道上匀速行驶的火车：火车受几个力作用？ 这几个力的关系如何？画出受力示意图。

2、火车转弯时情况会有何不同呢？画出受力示意图，结合运动情况分析各力的关系。
判断火车转弯时是如何获得向心力的?

火车的车轮上有突出的轮缘，如果转弯处内外轨一样高，外侧车轮的轮缘挤压 ，使外轨发生 ，外轨对轮缘的弹力就是火车转弯的 。但是，靠这种方法得到向心力，轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损。如何解决这一实际问题，请画图解释说明。

探究二： 拱形桥
1、如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖直方向上受力如何？

2、思考：
（1）如果汽车在拱形桥顶点静止时，桥面受到的压力如何？

（2）质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。通过分析，你可以得出什么结论?

图2
按照以下几点进行分析：
（1）确定研究对象；在右方画图；
（2）分析汽车的受力情况；
（3）找圆心；
（4）确定向心力的方向；
（5）列方程，得结论。

由此可以看出，汽车对桥的压力FN 汽车的重力（＞、＜或=） ，而且汽车速度越大，汽车对桥的压力会 。试分析，当汽车的速度不断增大时，会发生什么现象？

3.下面再分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些？（过程如研究凸型桥）

探究三：航天器中的失重现象
复习：超重的条件是什么？失重的条件是什么？完全失重的条件又是什么？
1．近地做匀速圆周运动的航天器中，物体的向心力由谁提供？
请写出对应的表达式： 。
（1）v= 时，航天员（或物体）对航天器无压力，航天员处于___________状态。
（2）任何关闭了发动机又不受__________的飞行器，都是一个___________的环境。

2．把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，是 的（正确或错误），试说明理由。

探究四：离心运动
(1）定义：做圆周运动的物体，在合外力突然消失时，将会 ；如果合外力未消失，但合力不足以提供它做圆周运动所需的向心力时，将会做逐渐__________圆心的运动，这种运动叫离心运动.
（2）向心运动：做圆周运动的物体，当其所受的沿径向的合外力_______于物体所需的向心力时，物体会逐渐__________圆心.
（3）离心现象的本质是物体惯性的表现。
（4）离心运动的应用例子有：洗衣机的脱水筒和利用离心现象制作棉花糖等等。
三、反思总结

四、当堂检测
1、如图6．8—7所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( )
A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力
B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力
C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力
D．汽车对桥面的压力大于汽车的重力

2、下列哪些现象或做法是为了防止物体产生离心运动而造成损失的（　）
A．汽车转弯时要限定速度
B．洗衣机转动给衣服脱水
C．转速较高的砂轮半径不宜太大
D．将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转制成“棉花糖”

3、火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是( )
A.轨道半径R=
B.若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外
C.若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内
D.当火车质量改变时，安全速率也将改变

4、如图所示，质量为0.1kg的木桶内盛有质量为0.4kg的水（水桶可当作质点），用50cm的绳子系桶，使它在竖直面内做圆周运动。如果通过最高点和最低点时的速度大小分别为9m/s和10m/s，求在最高点和最低点时水桶对绳的拉力。

5、有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。
（1）汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？
（2）汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥没有压力而腾空？
（3）汽车对地面的压力过小是不安全的。因此从这个角度讲，汽车过桥时的速度不能过大。对于同样的车速，拱桥圆弧半径大些比较安全，还是小些比较安全？
（4）如果拱桥的半径增大到与地球半径R(约为6400km)一样，汽车要在桥面上腾空，速度要多大？