5.7生活中的圆周运动

5.7生活中的圆周运动

【学习目标】

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；

【教学重点】

1.理解向心力是一种效果力；

2.在具体问题中能找到是谁提供向心力的，并结合牛顿运动定律求解有关问题。

【教学难点】

1.具体问题中向心力的来源；

2.关于对临界问题的讨论和分析；

3.对变速圆周运动的理解和处理。

【课前准备】

1.超重与失重

物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 物体的重力的现象称为超重现象；物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力） 物体的重力的现象称为失重现象。在超重、失重现象中，物体所受重

力 。（填“变化”或“不变”）汽车过拱形桥时在最高点对桥的压

力 汽车的重力（填“大于”、“小于”或“等于”），是 重现象。2.火车在铁轨上转湾时为减小轮缘与 轨的挤压，在修筑铁路时，要根据湾道的 和规定的 ，适当选择内外轨的 ，使转湾时所需的向心力几乎完全由 和

的合力一提供。

3.离心运动：做圆周运动的物体，一旦 ，或在合

力 ，物体会做远离圆心的运动。离心运动说

1.火车在平直的轨道上运行时受哪几个力的作用？

2.若铁路两轨一样高，火车在转湾时所需的向心力由谁提供？这种方式的缺点是什么？

3.如何改进上面的不足，改进后，火车转湾时向心力由谁提供？

任务二：拱形桥与航天器中的失重现象

1.质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面圆弧半径为R，计算汔车通过桥的最高点时对桥的压力。

分析：以汽车为研究对象，对它受力分析，汽车在拱形桥上做圆周运动，分析其向心力来源，用圆周运动的相关知识可计算出桥对汽车的支持力。

结论：汽车在拱形桥上运动时，汽车对桥的压力 （填“大

于”、“小于”或“等于”）汽车的重力。汽车的速度越大，汽车对桥的压力越 。

思考：

（1）在拱形桥上，汽车的速度不断增大时，会发生什么现象？

（2）试分析汽车在过凹形桥时，汽车通过凹形桥的最低点时，车对桥的压力比汽车的重量大些还是小些？

（3）阅读课本第28页“思考与讨论”，根据所给的数据计算当汽车的速度增大至多少时，汽车对地面的压力刚好为零。

2.阅读课本第28页“航天器中的失重现象”，通过计算说明为什么宇航员在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中处于失重状态。

任务四：离心运动

1.阅读课本，结合实例总结物体做离心运动的条件。

2.离心运动的本质是什么？做离心运动的物体是否受到离心力的作用？

3.举例说明离心运动有哪些应用。

4.离心运动有哪些危害，如何防止？

5.根据任务二思考（3）中的计算结果回答问题：

（1）如果地球对运行中的汽车的引力突然消失，汽车将如何运动？（2）如果汽车的速度超过思考（3）中的结果，汽车将如何运动？【课后巩固】

1.下列说法正确的是 ( )

A.作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心

B.作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心

C.作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动

D.作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故

2.质量m=100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面夹角为370，弯道半径R=30m。

(1)当火车的速度v1=10m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?

(2)当火车的速度v2=15m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?

(3)当火车的速度v3=20m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?

3.一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=100m的一段圆弧形桥面。(1)若桥面为凹形，汽车以20m/s通过桥面最低点时，对桥面的压力是多大？

(2)若桥面为凸形，汽车以10m/s通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大？

(3)汽车以多大速度凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？

4. 一高速公路设计运行时速为108km/h，其中一转弯处设计圆弧半径为

300m。已知汽车轮胎与地面的最大静摩擦因数为0.25，请你为该处路面提供设计方案。（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）

学习反思：

完成等级： 组长签字：

家长签

字：