資源簡介

中小學(xué)教育資源及組卷應(yīng)用平臺
6.4生活中的圓周運動
班級 小組 姓名
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.能夠分析拐彎問題、拱形橋問題中的向心力的來源。
2.可以用牛頓第二定律列式求解拐彎問題、拱形橋問題。
3.能由鐵路彎道、拱形橋問題延伸認(rèn)識水平面與豎直面內(nèi)的圓周運動問題。
【重點難點】生活中的圓周運動實例分析及運用向心力、向心加速度的知識解釋有關(guān)現(xiàn)象。
一、基礎(chǔ)部分（課內(nèi)組內(nèi)對學(xué)、群學(xué)5分鐘——展示、點評2分鐘）
1.火車轉(zhuǎn)彎特點：火車在彎道上運動時做 ，因而具有 ，由于其質(zhì)量巨大，需要很大的 。
2.內(nèi)外軌一樣高的缺點：由 對輪緣的 提供向心力，這樣鐵軌和車輪極易受損。
3.鐵路彎道的特點：轉(zhuǎn)彎處 略高于 ，鐵軌對火車的支持力不是 的，而是斜向彎道 （選填“內(nèi)側(cè)”或“外側(cè)”），鐵軌對火車的支持力與火車所受重力的合力指向軌道的 ，它提供了火車做圓周運動的 。
4.汽車過拱形橋和凹形橋：（最高點和最低點）汽車做圓周運動， 和 合力提供向心力。
5.航天器中的失重現(xiàn)象：航天器內(nèi)的任何物體都處于 狀態(tài)，但并不是物體不受 。正因為受到重力作用才使航天器連同其中的乘員 。
6.離心運動：物體沿切線飛出或做逐漸 的運動。
二、要點部分（程序：組內(nèi)對學(xué)、群學(xué)8分鐘—老師分配任務(wù)，小組探究3分鐘—展示、點評12分鐘）
【課堂探究】
【導(dǎo)入】在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，內(nèi)外軌道的高度略有不同，你能解釋其中的原因嗎？
（一）火車轉(zhuǎn)彎。
1.在鐵路彎道處，內(nèi)、外軌道誰高一點？
2.火車在彎道處行駛時，速度有要求嗎？
3.火車內(nèi)外軌高度相同，觀察火車軌道和輪緣特點，車輪的內(nèi)側(cè)有突出的輪緣，你知道有什么作用嗎？火車轉(zhuǎn)彎時向心力由什么力來提供了？
4.修筑鐵路時，火車外軌略高于內(nèi)軌的原因是什么？
5.當(dāng)軌道平面與水平面之間的夾角為θ，轉(zhuǎn)彎半徑為r時，火車行駛速度多大軌道才不受擠壓？
6. 火車按規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎時，向心力由重力和支持力的合力提供。火車不按規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎會產(chǎn)生什么影響？
【例題1】鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，已知內(nèi)外軌道平面與水平面的夾角為θ，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為r，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度等于 ，則( )
A.內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓
B.外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓
C.這時鐵軌對火車的支持力等于
D.這時鐵軌對火車的支持力大于
（二）汽車過拱形橋
1.質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，試畫出汽車受力分析圖，并求出汽車通過橋的最高點時對橋的壓力，汽車的重力與汽車對橋的壓力誰大？
2.當(dāng)汽車通過凹形橋最低點時，汽車對橋的壓力比汽車的重力大還是小呢？
【例題2】地球可以看做一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑.會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時，地面對車的支持力是零？這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少？……
（三）航天器中的失重現(xiàn)象。
1.航天器天宮宇宙飛船繞地球勻速圓周運動，軌道半徑近似地球半徑R，航天員受到地球引力近似等于她在地面的重力mg，還可能受到航天器對她的支持力Fn，那么速度速度多大時，完全失重了？
（四）離心運動
1.下雨天時，我們旋轉(zhuǎn)雨傘，傘上的雨水會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？你觀察過雨水離開雨傘的方向嗎？ 這樣的運動叫什么運動？
2.滿足什么條件物體做離心運動、勻速圓周運動、近心運動了？
三、拓展部分（程序：課內(nèi)獨立完成拓展部分5分鐘——小組交流4分鐘——展示、點評、總結(jié)6分鐘）
1.★質(zhì)量為M=1000kg的汽車，在半徑為R＝25m的水平圓形路面轉(zhuǎn)彎，汽車所受的靜摩擦力提供轉(zhuǎn)彎時的向心力，靜摩擦力的最大值為重力的0.3倍．為避免汽車發(fā)生離心運動釀成事故，試求汽車安全行駛的速度范圍．(g取l0m/s )
2.★有一輛質(zhì)量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為50m的拱橋。
（1）汽車到達(dá)橋頂時速度為5m/s，汽車對橋的壓力是多大？
（2）汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時恰好騰空，對橋沒有壓力？
（3）汽車對地面的壓力過小是不安全的。從這個角度講，汽車過橋時的速度不能過大。對于同樣的車速，拱橋圓弧的半徑大些比較安全，還是小些比較安全？
【學(xué)后反思】
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6.4生活中的圓周運動
班級 小組 姓名
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.能夠分析拐彎問題、拱形橋問題中的向心力的來源。
2.可以用牛頓第二定律列式求解拐彎問題、拱形橋問題。
3.能由鐵路彎道、拱形橋問題延伸認(rèn)識水平面與豎直面內(nèi)的圓周運動問題。
【重點難點】生活中的圓周運動實例分析及運用向心力、向心加速度的知識解釋有關(guān)現(xiàn)象。
一、基礎(chǔ)部分（課內(nèi)組內(nèi)對學(xué)、群學(xué)5分鐘——展示、點評2分鐘）
1.火車轉(zhuǎn)彎特點：火車在彎道上運動時做圓周運動，因而具有向心加速度，由于其質(zhì)量巨大，需要很大的向心力。
2.內(nèi)外軌一樣高的缺點：由外軌對輪緣的彈力提供向心力，這樣鐵軌和車輪極易受損。
3.鐵路彎道的特點：轉(zhuǎn)彎處外軌道略高于內(nèi)軌道，鐵軌對火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道內(nèi)側(cè)（選填“內(nèi)側(cè)”或“外側(cè)”），鐵軌對火車的支持力與火車所受重力的合力指向軌道的圓心，它提供了火車做圓周運動的向心力。
4.汽車過拱形橋和凹形橋：（最高點和最低點）汽車做圓周運動，支持力和重力合力提供向心力。
5.航天器中的失重現(xiàn)象：航天器內(nèi)的任何物體都處于失重狀態(tài)，但并不是物體不受重力。正因為受到重力作用才使航天器連同其中的乘員做圓周運動。
6.離心運動：物體沿切線飛出或做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動。
二、要點部分（程序：組內(nèi)對學(xué)、群學(xué)8分鐘—老師分配任務(wù)，小組探究3分鐘—展示、點評12分鐘）
【課堂探究】
【導(dǎo)入】在鐵路的轉(zhuǎn)彎處，內(nèi)外軌道的高度略有不同，你能解釋其中的原因嗎？
便于轉(zhuǎn)彎。
（一）火車轉(zhuǎn)彎。
1.在鐵路彎道處，內(nèi)、外軌道誰高一點？
外軌道高于內(nèi)軌道。
2.火車在彎道處行駛時，速度有要求嗎？
不能超過規(guī)定速度。
3.火車內(nèi)外軌高度相同，觀察火車軌道和輪緣特點，車輪的內(nèi)側(cè)有突出的輪緣，你知道有什么作用嗎？火車轉(zhuǎn)彎時向心力由什么力來提供了？
防止脫軌，外軌道給輪緣的彈力提供向心力。
4.修筑鐵路時，火車外軌略高于內(nèi)軌的原因是什么？
支持力和重力的合力提供向心力，保護(hù)鐵軌和輪緣。
5.當(dāng)軌道平面與水平面之間的夾角為θ，轉(zhuǎn)彎半徑為r時，火車行駛速度多大軌道才不受擠壓？
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6. 火車按規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎時，向心力由重力和支持力的合力提供?；疖嚥话匆?guī)定速度轉(zhuǎn)彎會產(chǎn)生什么影響？
對軌道產(chǎn)生側(cè)壓力，損壞軌道和輪緣。
【例題1】鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，已知內(nèi)外軌道平面與水平面的夾角為θ，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為r，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度等于 ，則( C )
A.內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓
B.外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓
C.這時鐵軌對火車的支持力等于
D.這時鐵軌對火車的支持力大于
（二）汽車過拱形橋
1.質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，試畫出汽車受力分析圖，并求出汽車通過橋的最高點時對橋的壓力，汽車的重力與汽車對橋的壓力誰大？
=mg- 重力大于壓力
2.當(dāng)汽車通過凹形橋最低點時，汽車對橋的壓力比汽車的重力大還是小呢？
=mg+ 重力小于壓力
【例題2】地球可以看做一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑.會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時，地面對車的支持力是零？這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少？……
會，駕駛員與座椅之間的壓力零。
（三）航天器中的失重現(xiàn)象。
1.航天器天宮宇宙飛船繞地球勻速圓周運動，軌道半徑近似地球半徑R，航天員受到地球引力近似等于她在地面的重力mg，還可能受到航天器對她的支持力FN，那么速度速度多大時，完全失重了？
FN=0 ，時，完全失重了。
（四）離心運動
1.下雨天時，我們旋轉(zhuǎn)雨傘，傘上的雨水會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？你觀察過雨水離開雨傘的方向嗎？ 這樣的運動叫什么運動？
旋轉(zhuǎn)雨傘雨水會飛出去，沿切線方向，這樣的運動叫離心運動。
2.滿足什么條件物體做離心運動、勻速圓周運動、近心運動了？
F合F合=mω2r 圓周運動
F合>mω2r 近心運動
三、拓展部分（程序：課內(nèi)獨立完成拓展部分5分鐘——小組交流4分鐘——展示、點評、總結(jié)6分鐘）
1.★質(zhì)量為M=1000kg的汽車，在半徑為R＝25m的水平圓形路面轉(zhuǎn)彎，汽車所受的靜摩擦力提供轉(zhuǎn)彎時的向心力，靜摩擦力的最大值為重力的0.3倍．為避免汽車發(fā)生離心運動釀成事故，試求汽車安全行駛的速度范圍．(g取l0m/s ) v=8.66m/s v≤8.66m/s安全。
2.★有一輛質(zhì)量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為50m的拱橋。
（1）汽車到達(dá)橋頂時速度為5m/s，汽車對橋的壓力是多大？
（2）汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時恰好騰空，對橋沒有壓力？
（3）汽車對地面的壓力過小是不安全的。從這個角度講，汽車過橋時的速度不能過大。對于同樣的車速，拱橋圓弧的半徑大些比較安全，還是小些比較安全？
（1） FN=7600N
（2） v=10m/s 時沒有壓力。
（3） 半徑大些安全
【學(xué)后反思】
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