2019-2020年高中物理《 生活中的圓周運(yùn)動》導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2.doc
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2019-2020年高中物理《 生活中的圓周運(yùn)動》導(dǎo)學(xué)案 新人教版必修2 復(fù)習(xí):勻速圓周運(yùn)動中,誰提供向心力?變速圓周運(yùn)動中,誰提供向心力?怎樣找向心力? 預(yù)習(xí)過程中,思考以下問題: 一、 火車轉(zhuǎn)彎問題 首先觀察火車輪緣和鐵軌的外形 1.火車轉(zhuǎn)彎時的運(yùn)動特點:火車轉(zhuǎn)彎時做的是________運(yùn)動,因而具有向心加速度,需要__________。若內(nèi)外軌等高,誰提供向心力?有何弊病?如何解決?實際中火車轉(zhuǎn)彎時誰提供向心力?對車速有何要求? θ θ G F合 FN 2.為了消除火車車輪對路軌的側(cè)向壓力,鐵路彎道處內(nèi)、外軌不在同一水平面上,即_______高、__________低。其高度差是根據(jù)轉(zhuǎn)彎處軌道的半徑和規(guī)定的行駛速度而設(shè)計的。 3.計算規(guī)定速度: 設(shè)火車質(zhì)量m、軌道平面傾角θ、軌道轉(zhuǎn)彎處半徑r、 規(guī)定的車速v, 則應(yīng)有 (寫出表達(dá)式) 4.在轉(zhuǎn)彎處:(1)若列車行駛的速率等于規(guī)定速度,則兩側(cè)軌道都不受車輪對它的側(cè)向壓力 (2)若列車行駛的速率大于規(guī)定速度,則___軌必受到車輪對它向___的壓力(填“內(nèi)”或“外”). (3)若列車行駛的速率小于規(guī)定速度,則___軌必受到車輪對它向___的壓力(填“內(nèi)”或“外”). 二、 拱形橋 1. 汽車在凸形橋的最高點時,誰提供向心力?請寫出對應(yīng)的表達(dá)式。 (設(shè)橋的半徑是r,汽車的質(zhì)量是m,車速為v,支持力為FN) ①支持力FN________重力G ②v越大,則壓力_________,當(dāng)v=________時,壓力=0。 2. 汽車在凹形橋的最低點時,誰提供向心力?請寫出對應(yīng)的表達(dá)式。 設(shè)橋的半徑是r,汽車的質(zhì)量是m,車速為v,支持力為FN。 ①支持力FN________重力G ②v越大,則壓力_________。 三、航天器中的失重現(xiàn)象 復(fù)習(xí):超重的條件是什么?失重的條件是什么?完全失重的條件又是什么? 1.近地做勻速圓周運(yùn)動的航天器中,物體的向心力由誰提供? (1)v= 時,航天員(或物體)對航天器無壓力,航天員處于___________狀態(tài)。 (2)任何關(guān)閉了發(fā)動機(jī)又不受__________的飛行器,都是一個___________的環(huán)境。 2.把航天器失重的原因說成是它離地球太遠(yuǎn),從而擺脫了地球引力,是 的。 四、離心運(yùn)動 (1)定義:做圓周運(yùn)動的物體,在合外力突然消失時,將會 ;如果合外力未消失,但合力不足以提供它做圓周運(yùn)動所需的向心力時,將會做逐漸__________圓心的運(yùn)動,這種運(yùn)動叫離心運(yùn)動. (2)向心運(yùn)動:做圓周運(yùn)動的物體,當(dāng)其所受的沿徑向的合外力_______于物體所需的向心力時,物體會逐漸__________ 圓心. (3)離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)。 (4)離心運(yùn)動的應(yīng)用例子有:洗衣機(jī)的脫水筒和利用離心現(xiàn)象制作棉花糖等等。 【問題思考】 結(jié)合生活實際,舉出物體做離心運(yùn)動的例子。在這些例子中,離心運(yùn)動是有益的還是有害的?你能說出這些例子中離心運(yùn)動是怎樣發(fā)生的嗎? 【例題解析】 例1、火車以某一速度v通過某彎道時,內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用,下面分析正確的是( ) A.軌道半徑R=v2/g B.若火車速度大于v時,外軌將受到側(cè)壓力作用,其方向平行軌道平面向外 C.若火車速度小于v時,外軌將受到側(cè)壓力作用,其方向平行軌道平面向內(nèi) D.當(dāng)火車質(zhì)量改變時,安全速率也將改變 例2、有一輛質(zhì)量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為50m的拱橋。(g取10m/s2) (1)汽車到達(dá)橋頂時速度為5m/s,汽車對橋的壓力是多大? (2)汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時便恰好對橋沒有壓力而騰空? (3)汽車對地面的壓力過小是不安全的.因此從這個角度講,汽車過橋時的速度不能過大。對于同樣的車速,拱橋圓弧的半徑大些比較安全,還是小些比較安全? (4)如果拱橋的半徑增大到與地球半徑R一樣,汽車要在地面上騰空,速度要多大?(已知地球半徑為6400km) 例3、飛行員的質(zhì)量為m,駕駛飛機(jī)在豎直平面內(nèi)以速度v做勻速圓周運(yùn)動,在其運(yùn)動圓周的最高點和最低點,飛行員對座椅產(chǎn)生的壓力是( ) A.在最低點比在最高點大2mv2/R B.相等 C.在最低點比在最高點大2mg D.最高點的壓力大些 【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】 1、如圖6.8—7所示,汽車以一定的速度經(jīng)過一個圓弧形橋面的頂點時,關(guān)于汽車的受力及汽車對橋面的壓力情況,以下說法正確的是 ( ) A.在豎直方向汽車受到三個力:重力、橋面的支持力和向心力 B.在豎直方向汽車只受兩個力:重力和橋面的支持力 C.汽車對橋面的壓力小于汽車的重力 D.汽車對橋面的壓力大于汽車的重力 2、在高速公路的拐彎處,路面造得外高內(nèi)低,即當(dāng)車向右拐彎時,司機(jī)左側(cè)路面比右側(cè)的要高一些,路面與水平面間的夾角為θ,設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧,要使車速為v時車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零,θ應(yīng)滿足什么條件? 3、汽車的速度是72km/h,過凸橋最高點時,對橋的壓力是車重的一半,則橋面的半徑為__________m,當(dāng)車速為__________m/s時,車對橋面最高點的壓力恰好為零.(g取10m/s2) 4、一細(xì)繩拴一質(zhì)量m=100 g的小球,在豎直平面內(nèi)做半徑R=40 cm的圓周運(yùn)動,取g=10 m/s2,求:(1)小球恰能通過圓周最高點時的速度; (2)小球以v1=3.0 m/s的速度通過圓周最低點時,繩對小球的拉力; (3)小球以v2=5.0m/s的速度通過圓周最低點時,繩對小球的拉力. 5、質(zhì)量為m=0.02 kg的小球,與長為l=0.4 m的不計質(zhì)量的細(xì)桿一端連接,以桿的另一端為軸,在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動,當(dāng)小球運(yùn)動到最高點,速度分別為v1=0,v2=l m/s,v3=2 m/s,v4=4 m/s時,桿分別對小球施加什么方向的力?大小如何? 【課后測評】 1、一質(zhì)量為m的小物塊沿半徑為R的圓弧軌道下滑,滑到最低點時的速度為v,若小物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為μ,則當(dāng)小物塊滑到最低點時所受到的摩擦力為( ) A.μmg B.μmv2/R C.μm(g+ v2/R) D.μm(g- v2/R) 2、細(xì)桿的一端與小球相連,可繞過另一端的水平軸自由轉(zhuǎn)動,先給小球一初速度,使它在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動。a、b分別表示小球軌道的最低點和最高點,則桿對小球的作用力可能是:( ) A.a(chǎn)處為拉力 b處為拉力 B. a 處為拉力 b處為推力 C. a 處為推力 b處為拉力 D.a(chǎn)處為推力 b處為拉力 3、如圖所示,細(xì)桿的一端與一小球相連,可繞過O點的水平軸自由轉(zhuǎn)動,細(xì)桿長0.5 m,小球質(zhì)量為3.0 kg.。現(xiàn)給小球一初速度,使它做圓周運(yùn)動,若小球通過軌道最低點a處的速度為va=4 m/s,通過軌道最高點b處的速度為vb=2 m/s,取g=10 m/s2,則小球在最低點和最高點時對細(xì)桿作用力的情況是( ) A.a處是拉力,豎直向上,大小為126 N B.a處是拉力,豎直向下,大小為126 N C.b處是拉力,豎直向上,大小為6 N D.b處是拉力,豎直向下,大小為6 N 4、如右下圖所示的圓錐擺運(yùn)動,以下說法正確的是( ) A.在繩長固定時,當(dāng)轉(zhuǎn)動角速度增為原來的2倍時,繩子的張力增大為原來的4倍 B.在繩長固定時,當(dāng)轉(zhuǎn)速增為原來的4倍時,繩子的張力增大為原來的4倍 C.當(dāng)角速度一定時,繩子越短越易斷 D.當(dāng)線速度一定時,繩子越長越易斷 5、某人為了測定一個凹形橋的半徑,在乘汽車通過凹橋最低點時,他注意到車上的速度計示數(shù)為72 km/h,懸掛1 kg鉤碼的彈簧秤的示數(shù)為11.8 N,則橋的半徑為多大?(g取9.8 m/s2) 例題1、B 2、7600N 10√5 大些比較安全 8Km/s 3、C 【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)】1、BC 2、gtanθ=v2/R 3、80 20√2 4、2m/s 3.25N 7.25N 5、0.2N 向上 0.15N向上 0 0.6N向下 【課后測評】1、C 2、AB 3、B 4、A 5、200m- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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