四、课堂小结
五、我的问题和感悟:
5.7 生活中的圆周运动
班级: 姓名:
学习目标:
1、能定性分析火车转弯处外轨比内轨高的原因。
2、学会应用所学知识分析处理汽车过拱桥最高点和凹形桥最低点的问题。 3、知道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,了解离心运动的应用与防止。
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4、进一步体会应用牛顿运动定律处理圆周运动问题的基本思路和方法。 学习重点:生活中的各类圆周运动向心力来源分析 学习难点: 生活中的各类圆周运动向心力来源分析
学习方法:在对物体进行受力分析的基础上,应用牛顿第二定律(沿向心方向)建
立方程,再对现象进行分析和讨论。
知识链接:物体受力分析、力的合成、牛顿三定律(特别是第二定律)、超重与失重现象
教具:小石块、细绳、多媒体软件 学习过程
一、独立自学(请同学们在阅读教材的基础上解决以下问题)
1、质量为m=2000kg的汽车,在一段半径在R=20m的圆弧行水平弯道上行驶,已知弯道路面和汽车轮胎之间的最大静摩擦力F=0.72mg, 则汽车拐弯时的最大速度是多少?(g取10m/s)
事例一:火车转弯的时候实际是在做圆周运动,因而具有向心加速度。 ① 是什么力是它产生向心加速度?
② 这个力又是由谁提供?(参考课本23页在下面画出火车的受力分析,并标出这个力)
事例二:汽车过桥时的运动可以看作圆周运动。
1、请分别画出汽车通过拱桥桥面最高点和汽车通过凹行桥面最低点的受力分析图,并说明向心力的来源。
2、当汽车行驶在凸行桥最高点及凹行桥最低点时,若速度增大,汽车对桥的压力将分别如何变化?
事例三:绕地球做匀速圆周运动的航天器中,航天员处于失重状态,他对座椅的压力为零。为什么?
二、合作交流,释疑解难
想一想:如图所示,质量为0.1kg的木桶内盛有质量为0.4kg的水(水桶可当作质点),用50cm的绳子系桶,使它在竖直面内做圆周运动。如果通过最高点和最
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低点时的速度大小分别为9m/s和10m/s,求在最高点和最低点时水桶对绳的拉力。
事例四:在光滑水平桌面上,用细线系一个小球,球在桌面上做匀速圆周运动,当系球的线突然断掉,关于球的运动,下列说法正确的是( )
A.向着圆心运动 B.背离圆心沿半径向外运动
C.做半径逐渐变大的曲线运动 D.沿圆的切线方向做匀速直线运动 思考与讨论:地球可以看做一个巨大的拱行桥,桥面的半径就是地球半径R(约为6400千米)。地面上有一辆汽车在行驶,重量是G=mg,地面对它的支持力是FN 。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?
三、反馈检测,拓展提高
1、下列哪些现象或做法是为了防止物体产生离心运动而造成损失的( )
A.汽车转弯时要限定速度 B.洗衣机转动给衣服脱水
C.转速较高的砂轮半径不宜太大
D.将砂糖熔化,在有孔的盒子中旋转制成“棉花糖” 2、一辆卡车在丘陵地区行驶(假设卡车的速率恒定),地形如下图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( )
a c A.a处 B.b处 b d C.c处 D.d处
3、有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。 (1)汽车到达桥顶时速度为5m/s,汽车对桥的压力是多大? (2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥没有压力而腾空?
(3)汽车对地面的压力过小是不安全的。因此从这个角度讲,汽车过桥时的速度
不能过大。对于同样的车速,拱桥圆弧半径大些比较安全,还是小些比较安全?
(4)如果拱桥的半径增大到与地球半径R(约为6400km)一样,汽车要在桥面上腾空,速度要多大?
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4、在一宽阔的马路上,司机驾驶着汽车匀速行驶,突然发现前方有一条很宽很长的河,试分析说明他是紧急刹车好还是转弯好?(设汽车转弯时做匀速圆周运动,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。)
四、课堂小结
五、我的问题和感悟:
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