5.7生活中的圆周运动导学案(第1课时)(人教版必修二).doc
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《5. 7 生活中的圆周运动》第1课时导学案
【学习目标】1.会在具体问题中分析向心力的来源,会处理火车转弯、汽车过桥等力学问题
2.掌握应用牛顿运动定律解决匀速圆周运动问题的一般方法
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
4.通过实际演练,在巩固知识的同时,领略到将理论应用于实际解决问题而带来的成功乐趣,提高在生活中的应用物理的意识【学习重点】会分析向心力来源并通过向心力公式解决有关圆周运动的实例【学习难点】对向心力的准确理解及有关临界问题的分析自主学习
1.火车转弯时实际是在做__________,因而具有___________.
2.在修筑铁路时,要根据转弯处__________和规定的________,适当选择内外轨的________,使转弯时所需的________完全由重力G和__________的合力F来提供(如图所示).这样,外轨就不受____________.
3.在水平公路上行驶的汽车,转弯时所需的向心力是由________________________提供的,如果转弯时速度过大,所需向心力F大于________________________,汽车将做________而造成交通事故.因此,在公路弯道处,车辆行驶不允许超过__________.
请同学们阅读课本于课前完成本部分内容新 知 探 究
探究1 火车转弯
【问题情景1】仔细观察教材26页图5.7-1、5.7-2 和5.7-3
1.在平直轨道上匀速行驶的火车:火车受几个力作用? ______________________.
2.了解车轮构造,思考火车转弯时是如何获得向心力的? ______________________.
3.在铁道转弯处,都立有限速标志牌,为什么会要求火车必须以这一速度通过?如果超过这一速度会怎样?低于这一速度哪?______________________.
【案例探究1】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
探究2 汽车转弯
【问题情景2】汽车在圆跑道匀速行驶时,请思考下列问题:
1.汽车受哪几个力作用? ______________________.
2.汽车转弯时什么力来提供向心力? ______________________.
【案例探究2】汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶,设跑道的路面是水平的,路面作用于车的最大静摩擦力是车重的0.10倍,要使汽车不至于冲出圆跑道,车速最大不能超过多少?( g取10 m/s2 )
探究3 汽车在拱桥上的运动
【问题情景3】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.
1.如果汽车在拱形桥顶点静止时,桥面受到的压力如何? ______________________.
2.如果汽车匀速通过拱形桥顶时,汽车受到哪些力的作用?什么力来提供汽车做圆周运动向心力?______________________.
3.桥面受到的压力如何? _________________.
【问题情景4】质量为m的汽车在凹形桥上以速度v行驶,若桥面的圆弧半径为R.
1.如果汽车匀速通过凹形桥顶时,汽车受到哪些力的作用?什么力来提供汽车做圆周运动向心力?______________________.
2.桥面受到的压力如何? _________________
【案例探究3】一辆质量m=2.0t的小轿车,驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2.求:
(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?
(2)若桥面为凸形,汽车以l0m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?
(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?
学习札记
课 后 作 业
1.火车在转弯行驶时,需要靠铁轨的支持力提供向心力。下列关于火车转弯的说法中正确的是 ( )
A.在转弯处使外轨略高于内轨
B.在转弯处使内轨略高于外轨
C.在转弯处使内轨、外轨在同一水平高度
D.在转弯处火车受到的支持力竖直向上
2.汽车以—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大于汽车的重力
B.在最高点汽车对桥的压力等于汽车的重力
C.在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力
D.汽车以恒定的速率过桥时,汽车所受的合力为零
3. 关于铁道转弯处内外铁轨间有高度差,下列说法中正确的是( )
A. 可以使火车顺利
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