学案89生活中的圆周运动

学案8 生活中的圆周运动（第1课时）【学习目标】1、通过合作探究，能应用牛顿运动定律定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题2、通过典型例题分析，使学生掌握应用牛顿运动定律定量分析“轻绳小球模型”中小球过最高点的临界条件【重点】轻绳和外轨道模型的“最高点”临界条件【自主学习】1、 向心力公式：2、 水平面内圆周运动的分析方法：3、超重和失重的本质是什么？【合作学习】例题1:质量为m=800kg的小汽车驶上圆弧半径为r=50m的拱桥，g取10m/s2。（1） 若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，从这个角度讲，汽车过桥的速度不能过大。对于同样的车速，拱形桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全？（4） 若拱桥的半径增大到与地球半径6400km一样，汽车要在桥面上腾空，速度要多大？【变式训练】若路面是凹形的，汽车经过路面最低点时的受力情况如何？此时汽车对路面的压力多大？（字母表示）例题2：一细绳拴一质量m100 g的小球，在竖直平面内做半径R=40 cm的圆周运动，取g10 ms2，求：（1）小球以v1=40 ms的速度通过圆周最低点时，绳对小球的拉力；（2）小球以v2=30 ms的速度通过圆周最高点时，绳对小球的拉力；（3）若小球通过圆周最高点时的速度减小，绳对小球的拉力如何变化？（4）若小球通过圆周最高点时绳子拉力恰为零，求小球通过圆周最高点时的速度。 【反馈达标】1汽车质量m=kg,以不变速率先后驶过凹形路面和凸形路面,路面圆弧半径均为15 m,如图所示,如果路面承受的最大压力不得超过N,则汽车允许的最大速率是多少?汽车以此速率驶过路面的最小压力是多少? 2.如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨则其通过最高点时（ ）A小球对圆环的压力大小等于mg B小球受到的向心力等于重力 C小球的线速度大小等于 D小球的向心加速度大小等于g3.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.求:(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?学案9 生活中的圆周运动（第2课时）【学习目标】1、通过合作学习能够确定圆锥摆、火车转弯等匀速圆周运动的轨迹2、知道在圆锥摆、火车转弯等匀速圆周运动向心力的来源。3、通过例题分析，初步掌握分析匀速圆周运动的步骤。4、能够运用所学知识解释生活中的圆周运动现象【学习重点】在具体问能找到向心力，并结合牛顿运动定律求解有关问题。【学习难点】具体问题中向心力的来源。【自主学习】匀速圆周运动非匀速圆周运动向心力的特点大小方向向心力的来源【合作学习】例1、试分析在竖直放置光滑圆锥内做匀速圆周运动小球所需的向心力。练习、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B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面做匀速圆周运动，则()A球A的线速度必定大于球B的线速度B球A的角速度必定大于球B的角速度C球A的运动周期必定大于球B的运动周期D球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力例题2、一段铁路转弯处，内外轨高度差为h10 cm，弯道半径为r625 m，轨距L1435 mm，求这段弯道的设计速度v0是多大？并讨论当火车速度大于或小于v0时内外轨的侧压力(g10 m/s2)【反馈达标】1在某转弯处，规定火车行驶的速率为v0，则下列说法中正确的是()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VV0时，火车对外轨有向外的侧向压力C当火车的速率VV0时，火车对内轨有向内侧的压力D当火车的速率VV0时，火车对内轨有向内侧的压力2.(2011哈尔滨高一检测)如图所示，在一个 水平圆盘上有一个木块P随圆盘一起绕O点的竖直轴匀速转动，下面说法正确的是( )A圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力的方向指向O点B圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力为0C在转速一定的条件下，P受到静摩擦力的大小与P到O点的距离成正比D在P到O点的距离一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小与圆盘匀速转动的角速度成正比3、如果高速公路转弯处弯道圆弧半径为100m，汽车轮胎与路面间的最大静摩擦力是车重的0.23倍，若路面是水平的，则汽车不发生径向滑动（离心现象）所允许的最大速度vm为多大？由此说明高速公路转弯处路面倾斜的道理。4一辆赛车以相当高的速度v0进入一较宽的水平圆弧形弯道，设赛车做匀速圆周运动，为了保证顺利通过弯道，下列措施可行的是()A靠近弯道内侧 B靠近弯道外侧C通过弯道中间 D通过弯道的什么位置均可5、如图所示，有一质量为m的小球在光滑的半球形碗内做匀速圆周运动，轨道平面在水平面内已知小球与半球形碗的球心O的连线跟竖直方向的夹角为 ，半球形碗的半径为R，求小球做圆周运动的速度及碗壁对小球的弹力