高中物理5.7生活中的圆周运动导学案(无答案)新人教版必修2
[精品]新人教版必修二高中物理5.7生活中的圆周运动导学案及答案
![[精品]新人教版必修二高中物理5.7生活中的圆周运动导学案及答案](https://img.taocdn.com/s3/m/2447de4248d7c1c708a14542.png)
57 《生活中的圆周运动》导案【习目标】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2 能解运用匀速圆周运动的规律分析和处生产和生活中的具体实例【重点难点】分析具体问题中向心力的，掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法【法指导】阅读教材插图，结合生活中的圆周运动，体会向心力的概念，结合例题体会牛顿第二定律在圆周运动问题中的运用。
【知识链接】1、向心力①做匀速圆周运动的物体所受的合外力总是指向，所以叫．②向心力公式：____________________________________③向心力的作用效果：只是改变物体线速度的而不改变线速度的．④向心力的：向心力是按_________命名的力，任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力；不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要受到向心力的作用。
2、应用向心力公式解题的一般步骤：（1）明确研究对象：解题时要明确所研究的是哪一个做圆周运动的物体。
（2）确定物体做圆周运动的轨道平面，并找出圆心和半径。
（3）确定研究对象在某个位置所处的状态，分析物体的受力情况，判断哪些力提供向心力这是解题的关键。
（4）根据向心力公式列方程求解。
【习过程】一、铁路的弯道阅读课本，观察铁轨弯道的特点和火车车轮的结构特点。
问题1：若转弯处内外轨一样高，呢？这样设计有什么缺点?问题2：如果在弯道处外轨高于内轨，火车过弯道时需要的向心力由什么力提供作出受力图。
这样设计有什么优点？[]思考：1、如果铁轨修好了，那么，弯道的半径和内外轨的高度差就是一定的了，若要对轨道没有挤压，则要按照规定的行驶速度行使。
（1）若是超过规定行使速度，则需要的向心力比按规定行驶时，哪侧的轨道受到挤压？（2）若是小于规定行使速度，则需要的向心力比按规定行驶时，哪侧的轨道受到挤压？2、赛车中，若要减少弯道事故，怎样设计弯道的路面？高速路转弯处路面是怎么设计的？摩托车转弯时车身为什么要适当倾斜？二、拱形桥1、拱形桥质量为的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为R，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。
高中物理 5.7 生活中的圆周运动导学案 新人教版必修
高中物理 5.7 生活中的圆周运动导学案新人教版必修5、7 生活中的圆周运动学习目标知识与技能1、会分析匀速圆周运动中向心力的来源。
熟练应用向心力公式和向心加速度公式2、能说出航天器中的失重现象的本质、知道离心运动及其产生的条件，能说出离心运动的应用和防止、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过程与方法1、通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决问题的能力、2、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、情感、与价值观1、通过对几个实例的分析，使学生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、、2、通过离心运动的应用和防止的实例分析、使学生明白事物都是一分为二的，要学会用一分为二的观点来看待问题、学习重点, 熟练应用向心力公式和向心加速度公式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、学习难点,1、关于对临界问题的讨论和分析、2、对变速圆周运动的理解和处理、预习案：自主学习1、火车转弯处：若内、外轨一样高，火车做圆周运动的向心力是由_________________提供的，由于火车质量太大，靠这种方法得到向心力，极易使___________________受损。
若外轨略高于内轨时，火车转弯时向心力的一部分来源是____________________，这就减轻了轮缘与外轨的挤压。
2、汽车在拱形桥上行驶到最高点时的向心力是由___________________提供的，方向___________，此时汽车对桥的压力FN′_________G（填“>”、“＝”、“<”），汽车行驶到最高点的速度越大FN′就越_________。
汽车在凹形桥上行驶通过桥最低点的向心力是由_______________提供的，方向__________，此时汽车对桥的压力FN′_________G（填“>”、“＝”、“<”）3、航天员随宇宙飞船绕地球作匀速圆周运动时，向心力是________________________提供的；当飞船的飞行速度v＝_____________时，航天员对座舱的压力FN′＝0，此时航天员处于________状态。
高中物理 第5章 第7节 生活中的圆周运动 精品导学案 新人教版必修二
第七节生活中的圆周运动在日常生活中，我们经常会见到这样一些现象：舞蹈演员在表演旋转动作时，裙子会张开；在雨中若把伞柄转动一下，伞面上的雨水将会很快地沿伞面运动，到达边缘后雨水将沿切线方向飞出；满载黄沙或石子的卡车，在急转弯时，部分黄沙或石子会被甩出．车流在大都市中穿行，为了解决交通问题，人们在城市中修建了高架桥，使车辆的运行更加流畅．你是否注意到，转弯处的路面并不是水平的，而是外侧偏高？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桥最高点和凹形桥最低点的压力问题．3．了解航天器中的失重现象及原因．4．知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止．5．掌握处理圆周运动综合题目的基本方法．一、铁路的弯道1．火车转弯时的运动特点．火车转弯时做的是圆周运动，因而具有向心加速度，需要向心力． 2．向心力的来源．转弯处外轨略高于内轨，适当选择内外轨的高度差，可使转弯时所需的向心力几乎完全由重力与支持力的合力来提供．二、拱形桥汽车以速度v 过半径R 的凸形(或凹形)桥时受力如图所示，在最高点(或最低点)处，由重力和支持力的合力提供向心力．1．在凸形桥的最高点，mg －F N ＝mv 2R ，F N ＝mg －mv2R ，速度越大，F N 越小，当v ＝gR 时，F N ＝0.2．在凹形桥(路面)最低点，F N －mg ＝mv 2R ，F N ＝mg ＋mv2R ，速度越大，F N 越大．三、航天器中的失重现象 1．航天器中物体的向心力．向心力由物体的重力G 和航天器的支持力F N 提供，即G －F N ＝mv2R.2．当航天器做匀速圆周运动时，F N ＝0，此时航天器及其内部物体均处于完全失重状态． 四、离心运动做圆周运动的物体，在所受的合外力突然消失或合外力不足以提供物体做圆周运动所需的向心力的情况下，就会做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动．竖直面内圆周运动的临界问题一、模型特点物体在竖直平面内做圆周运动时，通常受弹力和重力两个力的作用，物体做变速圆周运动，我们只研究物体在最高点和最低点的两种情况，具体情况又可分为以下两种：二、解题关键点研究竖直面的圆周运动，物体经过最高点或最低点的临界问题，关键是对物体进行受力分析，弄清向心力的来源．特别是“轻绳问题”，刚好能过最高点的条件是重力提供向心力，而“轻杆问题”临界条件是速度为零，杆的支持力等于重力．三、典例剖析长L ＝0.5 m 的细绳拴着小水桶绕固定轴在竖直平面内转动，桶中有质量m ＝0.5 kg 的水(g 取9.8 m/s 2)．(1)在最高点时，水不流出的最小速率是多少？(2)在最高点时，若速率v ＝3 m/s ，水对桶底的压力为多大？点拨：水桶在最高点时，桶内水所受重力和桶底的压力提供向心力，故水不流出的临界条件是水所需向心力恰好等于水的重力．解析：(1)若水恰不流出，则有 mg ＝m v 20L，所求最小速率v 0＝ gL ＝ 9.8×0.5 m/s ＝ 4.9 m/s ≈2.2 m/s. (2)设桶对水的压力为F N ，则有 mg ＋F N ＝m v2L，F N ＝m v 2L －mg ＝0.5×90.5 N －0.5×9.8 N ＝4.1 N.由牛顿第三定律可知，水对桶底的压力： F ′N ＝F N ＝4.1 N.答案：(1)2.2 m/s (2)4.1 N1．同一辆汽车以同样大小的速度先后开上平直的桥和凸形桥，在桥的中央处有(B ) A ．车对两种桥面的压力一样大 B ．车对平直桥面的压力大 C ．车对凸形桥面的压力大 D ．无法判断2．(多选)铁路转弯处的弯道半径r 是根据地形决定的，弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h 的设计不仅与r 有关，还与火车在弯道上的规定行驶速率v 有关．下列说法正确的是(AD )A ．v 一定时，r 越小则要求h 越大B ．v 一定时，r 越大则要求h 越大C ．r 一定时，v 越小则要求h 越大D ．r 一定时，v 越大则要求h 越大3．在世界一级方程式锦标赛中，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，其原因是(C )A．由于赛车行驶到弯道时，运动员未能及时转动方向盘造成的B．由于赛车行驶到弯道时，没有及时加速造成的C．由于赛车行驶到弯道时，没有及时减速造成的D．由于在弯道处汽车受到的摩擦力比在直道上小造成的4．下列关于离心现象的说法中，正确的是(C)A．当物体所受到的离心力大于向心力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做背离圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线飞出D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动一、选择题1．在某转弯处，规定火车行驶的速率为v0，则下列说法中不正确的是(C)A．当火车以速率v0行驶时，火车的重力与支持力的合力方向一定沿水平方向B．当火车的速率v>v0时，火车对外轨有向外的侧向压力C．当火车的速率v>v0时，火车对内轨有向内侧的压力D．当火车的速率v<v0时，火车对内轨有向内侧的压力2．建造在公路上的桥梁大多是凸形桥，较少是水平桥，更少有凹形桥，其主要原因是(B) A．为了节省建筑材料，以减少建桥成本B．汽车以同样速度通过凹形桥时对桥面的压力要比水平或凸形桥压力大，故凹形桥易损坏C．建造凹形桥的技术特别困难D．无法确定解析：在凸桥上：mg－F1＝m v2R，在平桥上：F2＝mg，在凹桥上：F3－mg＝mv2R，故F3>F2>F1，B正确．3．当汽车驶向一凸形桥时，为使在通过桥顶时，减小汽车对桥的压力，司机应(B) A．以尽可能小的速度通过桥顶B．增大速度通过桥顶C．以任何速度匀速通过桥顶D．使通过桥顶的向心加速度尽可能小解析：由mg－F N＝m v2R，得F N＝mg－mv2R，B正确．4．关于离心运动，下列说法中正确的是(D)A．物体突然受到离心力的作用，将做离心运动B．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时将做离心运动C．做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化，就将做离心运动D．做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或变小时将做离心运动解析：当外力不足以提供向心力时，即做离心运动，D正确．5．在下面介绍的各种情况中，哪些情况将出现超重现象(B)①荡秋千经过最低点的小孩；②汽车过凸形桥；③汽车过凹形桥；④在绕地球做匀速圆周运动的飞船的仪器．A．①②B．①③C．①④D．③④6．如图所示为模拟过山车的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧．若竖直圆轨道的半径为R，要使小球能顺利通过竖直圆轨道，则小球通过最高点时的角速度最小为(C)A.gR B．2gRC.gRD.Rg解析：小球能通过最高点的临界情况为向心力恰好等于重力，即mg＝mω2R，解得ω＝gR，选项C正确．7．下列哪些现象不是为了防止物体产生离心运动的是(C)A．汽车转弯时要限制速度B．转速很高的砂轮半径不能做得太大C．在离心水泵工作时D．火车转弯时限制车速解析：离心水泵是利用离心运动．二、非选择题8．一同学骑自行车在水平公路上以 5 m/s的恒定速率转弯，已知人和车的总质量m＝80 kg，转弯的路径近似看成一段圆弧，圆弧半径R＝20 m.(1)求人和车作为一个整体转弯时需要的向心力；(2)若车胎和路面间的动摩擦因数μ＝0.5，为安全转弯，车速不能超过多少(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g取10 m/s2)?解析：(1)人和车转弯时需要的向心力：F＝m v2 R得F＝80×5220N＝100 N.(2)由最大静摩擦力提供向心力，且F fm＝μmg，故μmg＝mv2 R，得v＝μmg＝0.5×10×20 m/s＝10 m/s.答案：(1)100 N (2)10 m/s9．用长L＝0.6 m的绳系着装有m＝0.5 kg水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，成为“水流星”(g＝10 m/s2)．(1)在最高点水不流出的最小速度为多少？(2)若过最高点时速度为3 m/s，此时水对桶底的压力为多大？解析：(1)水做圆周运动，在最高点水不流出的条件是：水的重力不大于水所需要的向心力．这时的最小速度即为过最高点的临界速度v0.以水为研究对象：mg＝m v20L，解得v0＝Lg＝0.6×10 m/s≈2.45 m/s.(2)由前面v0的解答知v＝3 m/s>v0，故重力不足以提供向心力，要由桶底对水向下的压力补充，此时所需向心力由以上两力的合力提供．设桶底对水的压力为F ，则由牛顿第二定律有： mg ＋F ＝m v2L，解得F ＝m v 2L －mg ＝0.5×(320.6－10) N ＝2.5 N.根据牛顿第三定律知F′＝F ， 所以水对桶底的压力为2.5 N. 答案：(1)2.45 m/s (2)2.5 N10．随着经济的持续发展，人民生活水平的不断提高，近年来我国私家车数量快速增长，高级和一级公路的建设也正加速进行．为了防止在公路弯道部分由于行车速度过大而发生侧滑，常将弯道部分设计成外高内低的斜面．如果某品牌汽车的质量为m ，汽车行驶时弯道部分的半径为r ，汽车轮胎与路面的动摩擦因数为μ，路面设计的倾角为θ，如图所示(重力加速度g 取10 m/s 2)．(1)为使汽车转弯时不打滑，汽车行驶的最大速度是多少？(2)若取sin θ＝120，r ＝60 m ，汽车轮胎与雨雪路面的动摩擦因数为μ＝0.3，则弯道部分汽车行驶的最大速度是多少？解析：(1)受力分析如图所示，竖直方向：F N cos θ＝mg ＋F f sin θ， 水平方向：F N sin θ＋F f cos θ＝m v2r ，又F f ＝μF N ， 可得v ＝（sin θ＋μcos θ）grcos θ－μsin θ.(2)代入数据可得：v ＝14.6 m/s. 答案：(1)（sin θ＋μcos θ）grcos θ－μsin θ(2)14.6 m/s教师个人研修总结在新课改的形式下，如何激发教师的教研热情，提升教师的教研能力和学校整体的教研实效，是摆在每一个学校面前的一项重要的“校本工程”。
高中物理 5.8《生活中的圆周运动》同步导学案 新人教版必修2
八、生活中的圆周运动1、火车转弯火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？是由轮缘和外轨的挤压产生的外轨对轮缘的弹力提供向心力，由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损害铁轨。
所以，实际的弯道处的情况，如图：a、外轨略高于内轨。
b、此时火车的支持力F N的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧。
c、此时支持力与重力的合力提供火车转弯所需的向心力。
d、转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力完全由重力G和支持力F N来提供——这样外轨就不受轮缘的挤压了。
2、汽车过拱桥和航天器中的失重问题如图，若汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为R，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？⑴选汽车为研究对象⑵对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力⑶上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下⑷建立关系式：F向=G－F1=mv2/RF1=G－mv2/R又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以F压=G－mv2/R且F压＜G 通过与上例的类比,可以了解航天器中的失重的原因,并由F压=m(g－v2/R)可以解出,当时座舱对航天员的支持力F支=0，航天员处于失重状态。
3、离心运动做圆周运动的物体，它的线速度方向就在圆周的切线上，物体之所以没有飞出去，是因为它受到的合外力提供了它所需的向心力。
当向心力突然消失时，物体就沿切线飞出去；当向心力不足时，物体虽不会沿切线飞出去，也会逐渐远离圆心，即：（1）定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下，将远离圆心运动出去，这种运动叫做离心运动。
如图：（2）应用：离心干燥器、无缝钢管的生产、离心水泵。
5.7 生活中的圆周运动—人教版高中物理必修二学案【3】
导学案5-7 生活中的圆周运动（3）(1课时)班别：姓名学号青春寄语：新的学期，新的开始。
确定目标，勇往直前！投入激情，定会突破！【核心素养】1、会在具体问题中分析向心力的来源，明确向心力是按效果命名的力。
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，会处理水平面、竖直面的问题。
3、知道向心力，向心加速度的公式也适用变速圆周运动，理解如何使用【重点难点】会在具体问题中分析向心力的来源，并结合牛顿运动定律求解有关问题。
【预习案】航天器中的失重问题如果把地球看成是一个巨大的拱形桥，当飞船的速度v为时，航天器所受的支持力F N＝0，座舱对航天员的支持力为0，航天员处于状态。
离心运动定义：做圆周运动的物体，在所受合外力提供圆周运动所需要的向心力的情况下，将远离圆心运动出去，这种运动叫做离心运动。
【训练案】1. 【多选】下列属于离心现象的是（）A.投篮球B.投掷标枪C.用洗衣机脱去湿衣服中的水D.旋转雨伞甩掉雨伞上的水2.汽车驶向一凸形桥，为了在通过桥顶时，减小汽车对桥的压力，司机应( )A．以尽可能小的速度通过桥顶 B．适当增大速度通过桥顶C．以任何速度匀速通过桥顶 D．使通过桥顶的向心加速度尽可能小3.在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象( )①小孩荡秋千经过最低点②汽车过凸形桥③汽车过凹形桥④在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器A．①② B．①③ C．①④ D．③④4.下列关于离心现象的说法正确的是( )A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线方向做匀速直线运动D．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动导学案5-7 生活中的圆周运动（3）(1课时) 参考答案【预习案】航天器中的失重问题如果把地球看成是一个巨大的拱形桥，当飞船的速度v为 8000m/s 时，航天器所受的支持力F N＝0，座舱对航天员的支持力为0，航天员处于完全失重状态。
高中物理5.7生活中的圆周运动教案2新人教版必修2
D．飞机受到重力、升力和向心力，合力不为零
2、有一列质量为100t的火车，以72km/h速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径400m，⑴试计算铁轨受到的侧压力？⑵由于侧压力对铁轨有很大的损坏作用，若要使火车以此速率通过的弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，如图所示，试计算路基倾斜角度θ的大小。
3、结合生活实际，举出物体做离心运动的例子。
三、当堂检测：
1.、飞机在沿水平方向匀速飞行时，飞机受到的重力与总是垂直于机翼向上的升力为平衡力，当飞机沿水平面做匀速圆周运动时，机翼与水平面成α角倾斜，如图所示，这时关于飞机受力的说法正确的是（）
A．飞机受到重力、升力，合力为零
B．飞机受到重力、升力和向心力，合力为零
超重：加速度方向。
包括哪两种直线运动，。
失重：加速度方向.。
包括哪两种直线运动，。
【思考与讨论】：
1、上面分析了汽车过凸型拱桥顶端时桥的感受，请同学们现在想一想车里人的感受怎样？此时加速度方向如何？（受力分析）
2、当汽车通过拱形桥凸形桥面顶点时，如果车速达到一定大小，则可使汽车对桥面的压力为零。如我们把地球想象为特大的“拱形桥”，则情形如何呢?会不会出现这样的情况：速度达到一定程度时，地面对车的支持力是零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?他这时可能有什么感觉?
3、课本第25页的“思考与讨论”，该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中。
假设宇宙飞船在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力。试求座舱对宇航员的支持力。此时飞船的速度多大?通过求解．你可以得出什么结论?
物理：5.7《生活中的圆周运动(二)》教学案(必修2)
5.7生活中的圆周运动（二）【学习目标】1.知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。
2.知道什么是离心现象，知道知道物体做离心运动的条件。
【重点难点】会分析竖直平面及斜平面内的圆周运动的最高点和最低点。
【问题探究】1、定义：2、本质：3、特别注意：（1）离心运动并非沿半径方向飞出的运动，而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动。
（2）离心运动并不是受到什么离心力作用的结果，根本就没什么离心力，因为没什么物体提供这种力。
4.要防止离心现象发生，该怎么办？_____________________________________________________________________________【典型例题】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【跟踪训练】1、下列说法中错误的有：（ ）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2、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以：( )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 、bB 、a 、cC 、b 、dD 、b 、c【典型例题】1．如图所示，质量m=0.1kg 的小球在细绳的拉力作用下在竖直面内做半径为r=0.2m 的圆周运动，已知小球在最高点的速率为v 1=2m/s ，最低点的速率为v 2=23m/s,g 取10m/s 2，试求：（1）小球在最高点时的细绳的拉力T 1=？（2）小球在最低点时的细绳的拉力T 2=？2．一轻杆一端固定一质量为m 的小球，以另一端O 为圆心，使小球在竖直平面内做半径为R 的圆周运动，以下说法正确的是： ( )A 、小球过最高点时，杆所受的弹力可以为零B 、小球过最高点时最小速度为gRC 、小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反， 此时重力一定大于杆对球的作用力D 、小球过最高点时，杆对球的作用力一定与小球所受重力方向相反v 1o3．如图，质量为0.5kg的杯子里盛有1kg的水，用绳子系住水杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为1m且做匀速圆周运动，水杯通过最高点的速度为4m/s，求：（1）在最高点时，绳的拉力？（2）在最高点时水对杯底的压力？（3）在最低点时，水对杯的压力？4．小球在竖直放置的光滑圆轨道内做圆周运动，圆环半径为r，且刚能通过最高点，则球在最低点时的速度和对圆轨道的压力分别为：( )A、4rg,16m gB、gr5,5m g C、2gr,5m g D、gr5,6m g思考：若上题中的圆轨道改为光滑圆管，结果如何呢？【跟踪训练】1.如图，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是：( )A.a处为拉力，b处为拉力B.a处为拉力，b处为推力C.a处为推力，b处为拉力D.a处为推力，b处为推力2．如图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和小球B紧贴圆锥筒内壁分别在水平面内做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是A．A球的线速度必定小于B球的线速度B．A球的角速度必定大于B球的角速度C．A球运动的周期必定大于B球的周期D．A球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力3.一圆筒绕其中心轴OO1匀速转动，筒内壁上紧挨着一个物体与筒一起运动相对筒无滑动，如图2所示，物体所受向心力是（）A.物体的重力B.筒壁对物体的静摩擦力C.筒壁对物体的弹力D.物体所受重力与弹力的合力4.如图所示，质量为m的小球，用长为L的细绳，悬于光滑斜面上的0点，小球在这个倾角为θ的光滑斜面上做圆周运动，若小球在最高点和最低点的速率分别是vl 和v2，则绳在这两个位置时的张力大小分别是多大?A B。
5.7 生活中的圆周运动—人教版高中物理必修二学案【1】
导学案5-7 生活中的圆周运动（1）(2课时) 班别： 姓名 学号 青春寄语：新的学期，新的开始。确定目标，勇往直前！投入激情，定会突破！ 【核心素养】 1、会在具体问题中分析向心力的来源。 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，会处理水平面内的匀速圆周运动问题。 【重点难点】会在具体问题中分析向心力的来源，并结合牛顿运动定律求解有关问题。 【探究案】 探究一：火车转弯问题：火车转弯是一段圆周运动，需要有力来提供火车做圆周运动的向心力
【问题1】如果内、外轨是等高的，那么火车转弯时是如何获得向心力的?
【问题2】高速行驶的火车的轮缘与铁轨挤压，后果会怎样?
【问题3】那么应该如何解决这一实际问题？结合学过的知识加以讨论，提出可行的解决方案，并画出受力图，加以定性说明。
【问题4】火车转弯时的转弯半径为R，弯道的倾斜角度为α，火车转弯时的速度0v为多大时，才不至于对内、外轨道产生挤压? a.外轨 内轨（低于、高于）。 b.此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧。 c.此时 的合力提供火车转弯所需的向心力。 d.转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力完全由 提供，这样外轨就不受轮缘的挤压了。 设内外轨的倾斜角度，火车转弯的半径为R，火车转弯的规定速度为v0，
由图所示得向心力为合F= 由牛顿第二定律得：合F=mRv20 所以 = ，即火车转弯的规定速度0v 讨论：1、若火车速度小于0v，是内轨对火车轮缘有弹力还是外轮缘有弹力？ 2、若火车速度大于0v，是内轨对火车轮缘有弹力还是外轮缘有弹力？
探究二：（圆锥摆）如图所示，用细线吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，，细线长度为L，小球运动时与竖直方向成角，求： （1）小球运动的半径r （2）小球向心力Fn的大小 （3）小球线速度v的大小 （4）小球角速度w的大小
解题步骤： 1、明确研究对象 2、分析运动情况：①确定圆周所在平面（水平面、竖直平面） ②明确圆周运动的轨迹、圆心位置求圆周半径 3、进行受力分析，求出指向圆心的合力，即向心力 4、列方程（牛顿第二定律、牛顿第三定律） 5、求解 练1：（飞椅）有一种叫“飞椅”的游乐项目，示意图如图所示，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动.当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ,不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度ω多大。 探究三：（转盘）一个圆盘在水平面内匀速转动，角速度是4rad/s．盘面上距圆盘中0.10m的位置有一个质量为0.10kg的小物体能够随圆盘一起运动，如图． 求小物体做匀速圆周运动时所受向心力的大小．
2019-2020年高中物理 5.7《生活中的圆周运动》导学案1 新人教版必修2
2019-2020年高中物理 5.7《生活中的圆周运动》导学案1 新人教版必修2一．轻绳模型小球在绳的拉力作用下在竖直平面内做圆周运动的临界问题：○1. 临界条件：小球通过最高点，绳子对小球刚好没有 力的作用，由重力提供向心力：∵○2. 小球能通过最高点的条件：（当时，绳子对球产生拉力）○3. 不能通过最高点的条件：（实际上小球还没有到最高点时，就脱离了轨道）例：1、 如图5－7－15所示，用长为L 的细绳拴着质量为m 的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是( )A ．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B ．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C ．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为gLD ．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力2、用长为L 的细绳拴着质量为m 的小球在竖直平面内做圆周运动，绳子的最大张力是F,求小球做匀速圆周运动时的最大速度。
变式训练质量为的小球在竖直平面内的圆形轨道的内侧运动，经过最高点而不脱离轨道的临界速度为，当小球以的速度经过最高点时，对轨道的压力是（ ）A 0BC D二．轻杆模型：轻杆的一端连着一个小球在竖直平面内做圆周运动，小球通过最高点时，轻杆对小球产生弹力的情况：○1. 小球能通过最高点的临界条件：，（为支持力）○2. 当时，有（为支持力） ○3 当时，有（） ○4 当时，有（为拉力） 例1、长L ＝0.5 m 的轻杆，其一端连接着一个零件A ，A 的质量m ＝2 kg.现让A 在竖直平面内绕O 点做匀速圆周运动，如图5－7－23所示．在A 通过最高点时，求下列两种情况下A 对杆的作用力：(1)A 的速率为1 m/s ；(2)A 的速率为4 m/s.(g ＝10 m/s 2)绳杆变式训练半径为的管状轨道，有一质量为的小球在管状轨道内部做圆周运动，通过最高点时小球的速率是，，则（）A. 外轨道受到的压力B. 外轨道受到的压力C. 内轨道受到的压力D. 内轨道受到的压力。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
《生活中的圆周运动》基础导学
姓名 班级 组别 使用时间
【学习目标】1、会在具体问题中分析向心力的来源。
2、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，
3、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。
【学习重点】在具体问题中找出向心力的来源
【学习难点】拱形桥上运动物体的受力分析
【自主学习】先阅读课本，再回答问题
1、（B层）火车转弯特点：火车转弯是一段圆周运动,圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面.
受力分析，确定向心力（向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供）.
缺点：如果两条铁轨在一个水平面内的话，向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供，由于火车
质量大，速度快，由公式F向=mv2/r，向心力很大，对火车和铁轨损害很大。事实上在火车转弯处，外轨要比内
轨略微高一点，形成一个斜面，火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无
挤压，这样就达到了保护铁轨的目的。如右图所示，对其进行受力分析可知：
向心力的方向是______________。大小是F向=___________。
（1）当内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力.恰好满足 F向=mv02/r ，求得v0=_______，
（2）当v>v0 时，F向______F合 ，外轨道对外侧车轮轮缘有压力，
（3）当v
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？
画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力.
【合作探究】
1、（B层）一辆质量m=2.0 t的小轿车，驶过半径R=100 m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10 m/s2.求：
（1）若桥面为凹形，汽车以20 m/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10 m/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？
2、（A层）如图所示，质量为m=20000kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半
径均为20m，如果桥面承受的压力不得超过210000N,则（1）汽车允许的最大速率是多少？（2）若以所求的速度
行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？
3、（B至A层）长L=0.5 m、质量可忽略的杆，其一端固定于O点，另一端连有质量m=2 kg的小球，它绕O点
做竖直平面内的圆周运动，当通过最高点时，如图所示.求下列情况下球所受到的力（计算出大小，并说明是拉
力还是支持力
（1）当v=1 m/s时，大小为______N，是_______力；
（2）当v=4 m/s时，大小为_______N，是_______力.
分析过程：
形成小结：
【自我检测】
1、（C层）一辆汽车在丘陵地带匀速行驶，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、（B层）汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大值，当汽车速度增为原来2倍时，则汽车的转
弯半径必须变化为原来的______________倍.
3、（C层）用长为l的细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是（ ）
A.小球在最高点所受的向心力一定是重力
B.小球在最高点绳子的拉力可能为零
C.小球在最低点绳子的拉力一定大于重力
D.若小球恰好能在竖直平面内做圆周运动，则它在最高点的速率为gl