視頻標(biāo)簽：生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

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視頻課題：高中物理人教版必修2第五章曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)7.生活中的圓周運(yùn)動(dòng)-馮

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：高中物理人教版必修2第五章曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)7.生活中的圓周運(yùn)動(dòng)-馮

5.7  生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 
一 、學(xué)習(xí)目標(biāo): 
1. 能分析汽車(chē)過(guò)拱形橋最高點(diǎn)和凹形橋最低點(diǎn)的受力，并且能在具體問(wèn)題中進(jìn)行計(jì)算 
2. 了解列車(chē)車(chē)輪和鐵軌的形狀特點(diǎn)，并且能定性分析轉(zhuǎn)彎處外軌比內(nèi)軌高的原因。同時(shí)要明白火車(chē)轉(zhuǎn)彎的軌跡在水平面內(nèi)。 
3. 會(huì)用牛頓運(yùn)動(dòng)定律分析圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題 二 、問(wèn)題導(dǎo)學(xué)  
生活中有很多圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例，研究相關(guān)的問(wèn)題時(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度、角速度、向心加速度、向心力等物理量的關(guān)系就是研究的重點(diǎn) 
1、汽車(chē)過(guò)拱形橋的運(yùn)動(dòng)也可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，畫(huà)出過(guò)橋頂?shù)氖芰�圖，寫(xiě)出向心力的表達(dá)式。 若橋所在的圓的半徑為R，通過(guò)最高點(diǎn)的速度為v，求出質(zhì)量為m的汽車(chē)在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力(先求出橋?qū)ζ��?chē)的支持力由牛頓第三定律，壓力與支持力大小相等)。并分析此時(shí)車(chē)以及車(chē)中的人處于超重還是失重狀態(tài)？ 
 
（1）確定研究對(duì)象，并判斷做什么運(yùn)動(dòng)：_______________________ （2）受力分析，判斷哪些力提供向心力：_______________________ 
（3）根據(jù)已知條件寫(xiě)出向心力表達(dá)式：________________________________ （4）牛頓第二定律列方程求解：   
思考與討論：若在最高點(diǎn)支持力為零，速度多大？汽車(chē)還能沿著橋面運(yùn)動(dòng)嗎？   
練習(xí)1、有一輛質(zhì)量為800kg的小汽車(chē)駛上圓弧半徑為50m的拱橋。（g取10m/s2
） 1）汽車(chē)到達(dá)橋頂時(shí)速度為5m/s，汽車(chē)對(duì)橋的壓力是多大？ 2）汽車(chē)以多大速度經(jīng)過(guò)橋頂時(shí)便恰好對(duì)橋沒(méi)有壓力而騰空？     
2、質(zhì)量為m的汽車(chē)過(guò)凹形橋時(shí)的運(yùn)動(dòng)也可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，畫(huà)出汽車(chē)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的受力圖，寫(xiě)出向心力的表達(dá)式。 
若凹面所在圓的半徑為R，通過(guò)最低點(diǎn)的速度為v，求出汽車(chē)在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力。并分析此時(shí)車(chē)以及車(chē)中的人處于超重還是失重狀態(tài)？    
比較一下，在拱形橋的最高點(diǎn)和凹形橋的最低點(diǎn)，壓力和重力的大小關(guān)系   
練習(xí)2、建造在公路上的橋梁大多是凸形橋，較少是水平橋，更沒(méi)有凹形橋，其主要原因是  (      ) A．為的是節(jié)省建筑材料，以減少建橋成本 
B．汽車(chē)以同樣速度通過(guò)凹形橋時(shí)對(duì)橋面的壓力要比水平或凸形橋的壓力大，故凹形橋易損壞 C．可能是建造凹形橋技術(shù)上特別困難              D．無(wú)法確定 

                            3、試分析以下情況火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)什么力提供向心力？ 
（1）在內(nèi)外軌等高的軌道上 （如右圖）                               
（2）在外軌高于內(nèi)軌的軌道上轉(zhuǎn)彎時(shí)，已知火車(chē)的質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)彎的半徑為r，斜面的傾角為θ，分析 a、當(dāng)鐵軌的內(nèi)外軌對(duì)火車(chē)輪緣均無(wú)側(cè)壓力時(shí)，此時(shí)向心力的來(lái)源？并求出此時(shí)的向心力Fn和火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的速率v0? 
                                                                                             
b、當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)火車(chē)的速率v>v0時(shí)，此時(shí)________（填外軌或內(nèi)軌）對(duì)輪緣有側(cè)壓力。 
C、當(dāng)轉(zhuǎn)彎時(shí)火車(chē)的速率v<v0時(shí)，此時(shí)________（填外軌或內(nèi)軌）對(duì)輪緣有側(cè)壓力。  
練習(xí)3、鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的，已知內(nèi)外軌道對(duì)水平面傾角為θ(下圖示)，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)速度小于Rgtg，則(    ) 
A．外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓           B．鐵軌與輪緣間無(wú)擠壓 
C．內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓           D．內(nèi)外鐵軌與輪緣間均有擠壓  
【隨堂練習(xí)】 
1.在下面所介紹的各種情況中，哪種情況將出現(xiàn)超重現(xiàn)象(    ）   A.蕩秋千經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)的小孩        B.汽車(chē)過(guò)凸形橋 
  C.汽車(chē)過(guò)凹形橋                  D.在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船中的儀器  
2.一輛卡車(chē)在丘陵地勻速行駛,地形如圖所示，由于輪胎太舊，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段應(yīng)是(   ) 
  A．a(chǎn)處      B．b處        C．c處      D．d處 
3.汽車(chē)以—定速率通過(guò)拱橋時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(    ) 
A．在最高點(diǎn)汽車(chē)對(duì)橋的壓力大于汽車(chē)的重力     B．在最高點(diǎn)汽車(chē)對(duì)橋的壓力等于汽車(chē)的重力 
C．在最高點(diǎn)汽車(chē)對(duì)橋的壓力小于汽車(chē)的重力     D．汽車(chē)以恒定的速率過(guò)橋時(shí)，汽車(chē)所受的合力為零  
4.在水平面上轉(zhuǎn)彎的自行車(chē)，向心力是    (    ) 
A．重力和支持力的合力       B．靜摩擦力      C．滑動(dòng)摩擦力     D．重力、支持力、摩擦力的合力  
5.豎直面內(nèi)有一圓弧面，其半徑為R。質(zhì)量為m的物體在拉力作用下沿圓弧面以恒定的速率v滑行，拉力的方向始終保持與物體的速度方向一致。已知物體與圓弧之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)為μ，則物體通過(guò)圓弧面最高點(diǎn)P位置時(shí)拉力的大小為(      ) 
A．μmg               B．μm(g－v2/R) C．μmv2/R           D．m(μg－v2/R) 
6.火車(chē)在轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，需要靠鐵軌的支持力提供向心力。下列說(shuō)法正確的是    (    ) A．在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌                 B．在轉(zhuǎn)彎處使內(nèi)軌略高于外軌 
C．在轉(zhuǎn)彎處使內(nèi)軌、外軌在同一水平高度       D．在轉(zhuǎn)彎處火車(chē)受到的支持力豎直向上 

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