1、GF合FN生活中的圆周运动（一）预习案【预习目标】1. 知道火车转弯位置处的路轨特点。2. 知道汽车过拱形桥运动可以当圆周运动处理，并明确这一运动是非匀速圆周运动。【预习内容】 （阅读课本 P26P28 完成现下面的问题）一、 火车转弯问题首先观察火车轮缘和铁轨的外形1火车转弯时的运动特点：火车转弯时做的是_运动，因而具有向心加速度，需要_。若内外轨等高，谁提供向心力？有何弊病？如何解决？实际中火车转弯时谁提供向心力？对车速有何要求？2为了消除火车车轮对路轨的侧向压力，铁路弯道处内、外轨不在同一水平面上，即_高、_低。其高度差是根据转弯处轨道的半径和规定的行驶速度而设计的。 3计算规定速度：设
2、火车质量 m、轨道平面倾角 、轨道转弯处半径 r、规定的车速 v，则应有 （写出表达式）4.在转弯处：(1)若列车行驶的速率等于规定速度，则两侧轨道都不受车轮对它的侧向压力(2)若列车行驶的速率大于规定速度，则_轨必受到车轮对它向_的压力（填“内”或“外” ）.(3)若列车行驶的速率小于规定速度，则_轨必受到车轮对它向_的压力（填“内”或“外” ）.二、 拱形桥1 汽车在凸形桥的最高点时，谁提供向心力？请写出对应的表达式。（设桥的半径是 r，汽车的质量是 m，车速为 v，支持力为 FN）支持力 FN_重力 G v 越大，则压力_，当 v=_时，压力=0。2 汽车在凹形桥的最低点时，谁提供向心力
3、？请写出对应的表达式。设桥的半径是 r，汽车的质量是 m，车速为 v，支持力为 FN。支持力 FN_重力 G v 越大，则压力_。【预习自测】1.匀速圆周运动是 不变而 变化的变速曲线运动，并且是不变， 时刻变化的变加速曲线运动。2.质点做匀速圆周运动的条件：合外力大小不变，始终与速度方向 且指向 。3物体放在水平圆盘上，当圆盘绕竖直轴转动时，物体相对于圆盘静止，则提供物体作圆周运动的向心力是( )A重力； B弹力； C摩擦力： D万有引力【我的疑惑】生活中的圆周运动（一）探究案【学习目标】1. 能够分析拐弯问题、拱形桥问题中的向心力的来源。2. 可以用牛顿第二定律列式求解拐弯问题、拱形桥问题
4、。3. 能由铁路弯道、拱形桥问题延伸认识水平面与竖直面内的圆周运动问题。【学习重点】熟练使用牛顿第二定律解决拐弯问题、拱形桥问题。【学习难点】 拱形桥问题中的超重与失重。【方法指导】 自主学习、交流讨论、观察、实验感知。【自主探究】探究一、铁路拐弯问题【1】观察火车车轮，并比较它与汽车轮胎有何不同？【2】如果火车车轨在拐弯处是水平的，请画出火车在拐弯时的受力分析，并考虑此种设计对车轮和铁轨有什么危害。【3】针对【2】中提出的问题，我们想要减小这种危害，应该如何改进拐弯处铁轨的设计？【4】已知车轨间距为 L，两轨高度差为 h，转弯半径为 R，则质量为 M 的火车运行时应当有多大的速度？（因为 角
5、很小，所以可以认为 sin=tan）注意：火车运动的圆心在哪儿？向心力应是什么方向？结论：【例题】铁道弯道处，内外轨组成的斜面与地面倾角为 37 0，转弯半径为 100m，质量为 m20t，速度为 v20m/s 的火车在通过此弯道时对哪条轨道有作用力？探究二、拱形桥【1】汽车过桥时车速过高，凸桥和凹桥分别会出现什么情况？【例题】：半径为 R 的光滑半圆球固定在水平面上，如图所示当小物体运动到顶端时，如果要求它与球面之间的作用力为零，那么它的速度 v0？思考：若汽车要在上图的桥上运动有什么要求？【课后作业】1.讲课后问题与练习 1、2 两道题做到作业本上。2. 请同学们根据上面两个实例讨论总结水
6、平面和竖直面上的圆周运动的问题处理有什么不同。【学习反思】生活中的圆周运动（一）训练案12008 北京奥运会专用车在到达路口转弯前，车内广播中播放录音：“乘客们请注意，前面车辆转弯，请拉好扶手” ，这样可以（ ）A提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向前倾倒B提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向后倾倒C主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒D主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的内侧倾倒2有一个惊险的杂技节目叫“飞车走壁” ，杂技演员骑摩托车先在如图所示的大型圆筒底 部作速度较小半径较小的圆周运动，通过逐
7、步加速，圆周运动半径亦逐步增大，最后能以较大的速度在垂直的壁上作匀速圆周运动，这时使车子和人整体作圆周运动的向心力是（ ）A圆筒壁对车的静摩擦力 B筒壁对车的弹力C摩托车本身的动力 D重力和摩擦力的合力3铁路在转弯处外轨略高于内轨的原因是( )减轻轮缘对外轨的挤压 减轻轮缘与内轨的挤压火车按规定的速度转弯，外轨就不受轮缘的挤压火车无论以多大速度转弯，内外轨都不受轮缘挤压A B C D4汽车在半径为 r 的水平弯道上转弯，如果汽车与地面的动摩擦因数为 ，那么不使汽车发生滑动的最大速率是( )A B C Dgrggmg5. 飞机驾驶员最多可承受 9 倍的重力加速度带来的影响，当飞机在竖直平面上沿圆
8、弧轨道俯冲时速度为 v，则圆弧的最小半径为( )A B C Dg92gv82gv72gv26. 一科技活动小组利用课余时间来模拟杂技演员表演“水流星” ，使装有水的瓶子在竖直平面内做圆周运动。经过比较准确地测量或称量，所需要的实验数据如下：半径为 0.9 m，瓶内盛有 100 g 水，空瓶的质量为 400 g，g 取 10m/s2，请你帮助完成以下两种情况的计算：（1） 、当瓶运动到最高点时，瓶口向下，要使水不流出来，瓶子的速度至少为_m/s，此时水的向心力为_N，绳子受到的拉力为_N。（2）若在最低点的速度是临界速度的 2 倍，则此时，水的向心力为_N，绳子受到的拉力为_N，水对瓶底的压力为 _N
