必修2物理《生活中的圆周运动》导学案

《生活中的圆周运动》教学设计

一、教学目标

（一）知识目标：

1．进一步加深对向心力的认识，会在实际问题中分析向心力的来源。

2.会分析火车转弯、汽车过桥中的向心力来源，用牛顿第二定律解决相关问题。

3．了解航天器中的失重现象及原因．

4.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害.

（二）能力目标：

1．学会分析圆周运动方法，会分析拱形桥、弯道等实际的例子，培养理论联系实际的能力。

2．通过对几个圆周运动的事例分析，掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法。

3.培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力，提高学生概括总结知识的能力。（三）情感、态度与价值观目标：

1．通过向心力在具体问题中的应用，培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。2．体会圆周运动的奥妙，培养学生学习物理知识的求知欲。

二、复习回顾

让学生复习回答：

1、描述圆周运动快慢的物理量有哪些？

2、匀速圆周运动一定是（填匀速或变速）曲线运动，一定具有，需要向心力。

2、向心力的表达式：

二、新知探究

（一）出示火车转弯的图片，让学生观察，思考并回答：1、火车在水平轨道（内外轨道一样高）上转弯时，所需的向心力由谁提供？有什么危害，怎样解决？

2、火车轨道内低外高拐弯时的受力分析，向心力的来源。

3、总结：(1)若转弯时内外轨一样高，则由______对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损．

(2)内外轨有高度差，依据规定的行驶速度行驶，转弯时向心力几乎完全由_____和______的合力提供.

火车转弯规定速度：v=

3、思考：火车行驶速度大于规定的速度时，是外轨还是内轨受到挤压易受损？

小于规定的速度呢？

学以致用:

例1火车在半径r＝900 m的弯道转弯，火车质量为8×105kg，轨道宽为l＝1.4 m，外轨比内轨高h＝14 cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？(g取

10 m/s2)（在角度很小时，tanα≈sinα）

思考：汽车在水平路面转弯做圆周运动时，也需要向心力，问这个向心力由什么力提供的？

提示:若不发生侧滑，则由静摩擦力提供；若发生侧滑，则是滑动摩擦力。对轮胎产生磨损。所以汽车在转弯的地方，实际路面也是外高内低，靠重力和支持力的合力提供向心力。

（二）汽车过桥问题

二、汽车过桥问题

1过凸型桥：受力分析

2

N

v

F mg m

R

=-

竖：

直方向

随V的增大，F

N

如何变化？F

N

=0时，汽车会出现什么情况？

2、汽车过凹型桥：Fn=F

N

-mg=

2

v

m

R；F

N

=mg+

2

v

m

R。

4、在平面桥上：

学以致用

例2、如图所示,汽车质量为1.5×104 kg,以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,桥面圆弧半径为30ｍ,如果桥面承受的最大压力不得超过2.0×105N,汽车允许的最大速率是多少?汽车以此速率驶过桥面的最小压力是多少?（ｇ＝10 m/s2）

思考与讨论

地球可以看作一个巨大的

拱形桥，地球的半径R

就是桥面的半径，

汽车沿南北行驶，

不断加速。请思考：会不会出现这样的情况，速度大到一定程度时，地面对车的支持力是0？此时汽车处于什么状态？驾驶员与座椅间的压力是多少？驾驶员躯体各部分间的压力是多少？驾驶员此时可能有什么感觉？

引出宇宙飞船。

三、航天器中的失重现象。

航天员在太空中作什么运动？他的受力情况怎样？

四、离心运动

1定义：

2、做离心运动的条件

3、离心运动的应用：请举例说明生活中哪些现象应用了离心运动？

4、离心运动的危害：请举例说明生活中哪些现象是由于离心运动而造成了危害？

学以致用

例3：质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面间的最大静摩擦力为1.4×104N。汽车经过半径为50m的弯路时，如果车速达到72km/h，这辆车会不会发生侧翻？

五、达标测试

1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( )

A. a处

B. b处

C. c处

D. d处

2、质量为4000 kg的汽车,通过半径为40 m的凸形桥顶

端时,对桥顶的压力正好为零,则汽车的速度大小为多

少？若以10m/s的速度过桥，对桥的压力是多少？ (ｇ取10 m/s 2 )

3、下列说法正确的是 ( B )

A、作匀速圆周运动的物体，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。

4、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以：( D )

a、增大汽车转弯时的速度

b、减小汽车转弯时的速度

c、增大汽车与路面间的摩擦

d、减小汽车与路面间的摩擦

A、a、b

B、a、c

C、b、d

D、b、c

5、下列说法中错误的有：（ B ）

A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干；

B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心；

C、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速；

D、离心水泵利用了离心运动的原理。

6、汽车与路面的动摩擦因数为μ，公路某转弯处半径为R（最大静摩擦力等于滑动摩擦力），问：（1）若路面水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车速度不能超过多少？

（2）若将公路转弯处路面设计成外侧高、内侧低，使路面与水平面有一倾角a，汽车以多大速度转弯使，可以使车与路面间无摩擦力？

（1）

（2）

（注：素材和资料部分来自网络，供参考。请预览后才下载，期待你的好评与关注！）

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