1、高中物理必修二导学案5.1 曲线运动导学案【学习目标】1理解曲线运动的位移，理解曲线运动的速度2知道曲线运动是变速运动3知道合运动和分运动，知道“运动的合成与分解”是处理曲线运动的基本方法4了解物体做曲线运动的条件【重点难点】合运动和分运动，运动的合成与分解【学法指导】认真阅读教材，体会教材中列举 的实例，加深对曲线运动的特点及处理方法的理解【知识链接】1描述物体运动的几个物理量：位移、路程；速度2力（矢量）的合成和分解的思想方法，平行四边形定则【学习过程】一、曲线运动的位移：1 研究曲线运动时要建立_坐标系。2以水 平抛出的物体做曲线运动为例，怎样画出合适的坐标系？物体运动的位移怎样表达？思
2、考与讨论：P2 实例二、曲线运动的速度1曲线运动中运动的方向时刻_ （填“改变” 或 “不变” ） ，质点在某一时刻（某一点）的速度方向是沿_。来源:学,科,网2曲线运动一定是_运动，一定具有_。来源:学+ 科+网 Z+X+X+K3什么是分速度？以抛出物体的运动为例加以说明：P4 例题三、运动描述的实例演示实验仔细研究课本上的演示实验，分析实验现象，得出实验结论。1自主探究：红蜡块可看成是同时参与了下面两个运动：在玻璃管中竖直_的运动（由 A 到 B）和随玻璃管水平_的运动（由 A 到 D） ，红蜡块实际发生的运动（由_到_）是这两个运动_的结果。2合运动与分运动红蜡块实际发生的运动叫做_。红
3、蜡块在竖直方向的运动和随管水平方向的运动，叫做_。合运动的位移叫做_，合运动的速度叫做 分运动的位移叫做 ，分运动的速度叫做 3运动的合成和分解：（1）（2）运动中的速度与位移都是矢量，所以运动的合成和分解遵循 。4合运动与分运动的关系：找出下列现象分 别说明了分运动和合运动的哪种关系？（1）无论水平方向移动试管的速度多大，蜡块上升到顶部的时间不变，即试管沿水平方向的运动速度大小，对蜡块沿竖直方向上升的速度没有影响。 _（2）蜡块竖直方向由 A 到 B，水平方向由 A 到 D，与实际运动由 A 到 C 同时进行。 _ （3）蜡块竖直方向由 A 到 B，水平方向由 A 到 D 共同产生的效果与实
4、际运动由 A到 C 相同。_规律总结与概括两个分运动具有_：一个物体同时参与几个分运动任一个分运动的存在，对其它分运动的规律没有干扰和影响分运动与合运动具有_：合运动与分运动是在同一时间内进行的，即经历时间相等分运动与合运动具有_：合运动跟几个分运动共同叠加的效果相同5尝试应用：炮筒与水平方向成 60角，炮弹从炮口射出时的速度是 800m/s，这个速度在水平方向和竖直方向的分速度各是多大？画出速度分解的图示。6自主学习：阅读教材 P5，了解如何在直角坐标系中定量描述合运动和分运动的关系。思考：我们看到的物体的运动是合运动还是分运动？交流与讨论：请举出你所了解的生活中关于物体合运动和分运动的实例
5、四、曲线运动的条件：1物体的速度方向与_的方 向在一条直线上时，物体做_运动。2物体的速度方向与_的方向不在一条直线上时，物体做_运动。物体做曲线运动时，物体的速度变化情况可能有_ _；_。3物体做曲线运动时，速度方向一定向_的方向变化，即轨迹向_方向弯曲。【典型例题】例题 1、已知物体运动的初速度 v 的方向及受恒力的方向如图所示，则图中可能正确的运动轨迹是：例题 2、一个质点受到两个互成锐角的 F1 和 F2 的作用，由静止开始运动，若运动中保持力的方向不变，但 F1 突然增大到 F1+F，则此质点以后做_ 来源:学+科+ 网 Z+X+X+K【训练测试】1关于曲线运动，下列说法中正确的是（
6、 ）A. 曲线运动一定是变速运动 B. 变速运动一定是曲线运动C. 曲线运动可能是匀变速运动 D. 变加速运动一定是曲线运动2如图所示，小钢球以初速度 v0 在光滑水平面上运动，受到磁铁的侧向作用而沿图示的曲线运动到 D 点，由此可知（ ）A. 磁铁在 A 处，靠近小钢球的一定是 N 极B. 磁铁在 B 处，靠近小钢球的一定是 S 极C. 磁铁在 C 处，靠近小钢球的一定是 N 极来源:学科网 ZXXKD. 磁铁在 B 处，靠近小钢球的磁极极性无法确定3质点在三个恒力 F1、F 2、F 3 的共同作用下保持平衡状态，若突然撤去 F1，而保持 F2、F 3不变，则质点（ ）A一定做匀变速运动 B
7、一定做直线运动 来源:Zxxk.ComC一定做非匀变速运动 D一定做曲线运动4如图所示为一空间探测器的示意图，P 1、P 2、P 3、P 4 是四个喷气发动机，P 1、P 3 的连线与空间一固定坐标系的 x 轴平行，P 2、P 4 的连线与空间一固定坐标系的 y 轴平行。每台 发动机开动时，都能向探测器提供推力，但不会使探测器转动。开始时，探测器以恒定速度 v0 向x 方向平移。 单独分别开动 P1、P 2、P 3、P 4，探测器将分别做什么运动？开动 P2 与开动 P4，探测器的运动有何不同？ 同时开动 P2 和 P3，探测器将做什么运动？ 若四个发动机能产生相同大小的推力，同时开动时探测器
8、将做什么运动？5如图所示，物体在恒力 F 作用下沿曲线从点 A 运动到点 B，这时突然使它所受的力反向，但大小不变，即由 F 变为F。在此力的作用下，物体以后的运动情况，下列说法中正确的是（ ）A物体不可能沿曲线 Ba 运动B物体不可能沿直线 Bb 运动C物体不可能沿曲线 Bc 运动D物体不可能沿原曲线 BA 返回【参考答案】FAv0Dv0Fv0CFB v0FbBA acP4P1P2P3O xyDABCv01答案：AC解析 曲线运动的速度方向沿曲线的切线方向，一定是变化的，所以曲线运动一定是变速运动。变速运动可能是速度的方向不变而大小变化，则可能是直线运动。当物体受到的合力是大小、方向不变的恒
9、力时，物体做匀变速运动，但力的方向可能与速度方向不在一条直线上，这时物体做匀变速曲线运动。做变加速运动的物体受到 的合力可能大小不变，但方向始终与速 度方向在一条直线上，这时物体做变速直线运动 。2答案：D解析 小钢球受磁铁的吸引而做曲线运动，运动方向只会向所受吸引力的方向偏转，因而磁铁位置只可能能在 B 处，不可能在 A 处或 C 处。又磁铁的 N 极或 S 极对小钢球都有吸引力，故靠近小钢球的磁极极性无法确定。3答案：A解析 质点在恒力作用下产生恒定的加速度，加速度恒定的运动一定是匀变速运动。由题意可知，当突然撤去 F1而保持 F2、 F3不变时，质点受到的合力大小为 F1，方向与 F1相
10、反，故一定做匀变速运动。在撤去 F1之前，质点保持平衡，有两种可能：一是质点处于静止状态，则撤去 F1后，它一定做匀变速直线运动；其二是质点处于匀速直线运动状态，则撤去 F1后，质点可能做直线运动（条件是 F1的方向和速度方向在一条直线上） ，也可能做曲线运动（条件是 F1的方向和速度方向不在一条直线上） 。4答案：见解析解析 单独开动 P1时，力沿 x 方向，故探测器沿 x 方向做匀减速直线运动，单独开动P3时，力沿 x 方向，探测器沿 x 方向做匀加速直线运动；单独开动 P2或 P4时，力沿 y 方向或 y 方向，探测器做匀变速曲线运动。但开动 P2时，探测器在坐标系中第一象限做匀变速曲线
11、运动，而单 独开动 P4时，探测器是在第四象限做匀变速曲线运动。 同 时开动 P2和 P3，探测 器受到沿 y 方向和 x 方向的力的作用，一边加速同时向 y 方向偏转，在第一象限内做匀变速曲线运动。 同时开动四个发动机，合外力为 0，探测器仍沿 x 方向以速度 v0做匀速直线运动。5答案：ABD解析 物体沿曲线从点 A 运动到点 B（点 B 除外）的过程中，其所受恒力 F 的方向必定指向曲线的内侧。当运动到 B 点时，因恒力反向，由曲线运动的特点，物体运动的曲线轨迹必定向合力方向弯曲，可知物体以后只可能沿 Bc 运动。【学习反思】物体做曲线运动的条件是什么？物体做曲线运动时，速度沿什么方向？
12、物体所受合外力能否为零？要准确描述做曲线运动的物体的位置 可以采用什么坐标系？5.2 平抛运动导 学案【学习目标】1、知道平抛运动的特点来源:Zxxk.Com2、掌握平抛运动的规律3、学会应用平抛运动的规律解决有关问题【重点难点】平抛运动的规律及其应用【学法指导】认真阅读教材，体会平抛运动的特点，体会求解平抛运动的思想方法【知识链接】物体做曲线运动的条件是什么？做曲线运动的物体速度方向向哪？。【学习过程】一、平抛运动： 二、受力特点： ；加速度为：_ _.三、运动规律1、水平方向： ；公式为：_2、竖直方向： ；公式为：_(1)竖直方向上在连续相等时间内通过的位移之 比为：_ 来源:学& 科&
13、网123:nhh(2)竖直方向上在相邻且相等的时间 T 内通过的位移之差=_。3、即时速度： V=_ 4、V 与 V0 的夹角：tg=_5、总位移： S= =2yX220)1()gttV6、物体运动到某一位置(X 0、 Y0)时的速 度的反向延长线与 X 轴交点的坐标值为：YXV00VO_ _ _7、物体运动到某一位置时，速度偏转角 的正切值与此刻位移和 X 轴之间夹角 正切值的比值为： _tan注意：已知 V0、V y、V、x、y、S 、t 八个物理量中任意的两个，可以求出其它六个。8、平抛运动是一种 曲线运动。9、类似平抛运动：带电粒子垂直射入匀强电场，作类似平抛运动。【典型例题】例 1、
14、飞机在高出地面 0.81km 的高度，以 2.5102km/h 速度水平飞行，为了使飞机上投下的的炸弹落在指定目标上，应该在与轰炸目标的水平距离为多远的地方投弹。例 2、如图所示，由 A 点以水平速度 V0 抛出小球，落在倾角为 的斜面上的 B 点时，速度方向与斜面垂直，不计空气阻力，则此时速度大小 VB= 飞行时间 t= 例 3、从高楼顶用 30m/s 的水平速度抛出一物体，落地时的速度为 50m/s，求楼的高度。 （取 g=10m/s2）例 4、已知物体作平抛运动路径上有三个点，它们在以初速度方向为 x 轴正向，以竖直向下为y 轴正向的直角坐标系中的坐标是：（3，5） ， （4，11.25
15、） ， （5，20） ，单位是（米） ，求初速度 V0和抛出点的坐标。【训练测试】1、一个物体以初速 V0 水平抛出，经时间 t，竖直方向 速度大小为 V0，则 t 为：（ ）A B C D0g2g02Vg2gAB2、在倾角为 的斜面上某点， 先后将同一小球以不同速度水平抛出，小球都能落在斜面上，当抛出速度为 V1 时，小球到达斜面时速度方向与斜面夹角 1，当抛出速度为 V2 时，小球到达斜面时速度方向与斜面夹角为 2。则：（ ）A当 V1V2 时， 1 2 B当 V1V2 时， 1r2，O 1C=r2，则三点的向心加速度的关系为Aa A=aB=aC Ba CaAaBCa Ca【训练测试】1关
16、于向心加速度，以下说法中正确的是（ ）A. 向心加速度的方向始终与速度方向垂直B. 向心加速度的方向保持不变C. 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心D. 物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心2一小球被一细绳拴着，在水平面内做半径为 R 的匀速圆周运动，向心加速度为 a，则（ ）A小球的角速度 aRB小球在时间 t 内通过的路程为 st aRC小球做匀速圆 周运动的周期 TRaD小球在时间 t 内可能发生的最大位移为 2R3关于地球上的物体随地球自转的向心加速度的大小，下 列说法正确的是（ ）A在赤道上向心加速度最大B在两极向心加速度最大C在地球上各处，向心加速度一样大D随着纬度的
17、升高，向心加速度的值逐渐减小来源:Z#xx#k.Com4如图所示，A 、 B 两轮同绕轴 O 转动，A 和 C 两轮用皮带传动，A 、 B、 C 三轮的半径之比为 233，a 、 b、 c 为三轮边缘上的点。求： 三点的线速度之比； 三点转动的周期之比； 三点的向心加速度之比。【参考答案】1答案：A、D 解析 向心加速度的方向沿半径指向圆心，速度方向则沿圆周 的切线方向。所以，向心加速度的方向始终与速度方向垂直，且方向在不断改变。物体做匀速圆周运动时，只具有向心加速度，加速度方向始终指向圆心；一般情况下，圆周运动的向心加速度与切向加速度的合加速度的方向就不始终指向圆心。2答案：A、B、D。解析
18、 小球做圆周运动的线速度为 v、角速度为 ，则有 a R 2，v2R由此可得v ， ，aRaR周期 T 2 。2 Ra所以小球在时间 t 内通过的路程为 sv tt ，小球在时间 t 内可能发生的最大位移应该等aR于直径。3AD 解析 由公式 ar 2 可以知道，在角速度一定的情况下，向心加速度大小与转动半径成正比关系。所以，在赤道处，物体转动半径即地球半径，其值最大，故其向心加速度最大；在两极，其转动半径为零，所以其向心加速度也为零；随着纬度的升高，其转动半径减小，故其向心加速度也减小。4解析 因 A、 B 两轮同绕轴 O 转动，所以有 a b，由公式 vr 可知vav b( a ra)(
19、b rb)r ar b23。又因为 A 和 C 两轮用皮带传动，所以有 vav c ，综上所述可知三轮上 a、 b、 c 三点的线速度之比vav bv c2 32。 因为 a b，所以有 TaT b。因为 vav c，根据 T 可得2rvTaT c rar c23 ，所以三点转动的周期之比 TaT bT c223。 根据向心加速度公式 a 可得三点的向心加速度之比v2RBbcC Aa Oaaa ba c 694。arv2bcr242 93 43【学习反思】向心加速度的物理意义和必修一直线运动中所学的加速度物理意义是否相同？匀速圆周运动的线速度是否变化？5.6 向心力导学案【学习目标】1理解向心
20、力的概念（高考要求） 。2知道向心力大小与哪些因素有关。理解向心力公式的确切含义，并能用来进行计算。3了解变速圆周运动和一般的曲线运动。【重点难点】理解向心力的概念，向心力公式的实际应用【学法指导】阅读教材 23 页“实验” ，结合圆锥摆运动体会向心力的概念，结合 24 页图片体会合外力和向心力的关系。【知识链接】1 （1）匀速圆周运动的特点是：线速度_ _，角速度_；周期（频率）_ （2）匀速圆周运动的线速度定义式为_；角速度定义式为_；线速度与角速度的关系式为_；角速度与周 期、频率的关系式为_ _2向心加速度的表达式有：_；_3根据牛顿运动定律，_是改变运动状态的原因，也是产生_的原因。
21、匀速圆周运动是_运动，故其合外力一定_零。匀速圆周运动的速度大小不变，则其合外力只改变速度的_，则合外力一定与速度的方向_（“相同”或“垂直” ） ，即合力一定沿着半径指向_。【学习过程】一、向心力1概念：做匀速圆周运动的物体受到一个指向 的合力的作用，这个合力叫向心力。2公式： 或 式中各符号 的物理意义是：_3对向心力概念的理解：向心力指向圆心，方向 （填“不变”或“不断变化”），是_（填“恒力”或“变力 ）。向心力的作用效果只改变运动物体的速度 ，不改变速度 。向心力是根据力的 （填“作用效果”或“性质”）来命名的，它可以是一个力，可以是几个力的合力，也可以是一个力的分力。探究思考 1：
22、课本 25 页第 1 题、2 题、3 题、4 题中物体受哪几个力的作用？物体做圆周运动的向心力是由什么力提供的？1 题_2 题_3 题_ _二、实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式课本 2 3 页实验，明确验证向心力表达式的方法。1制作圆锥摆：如图所示，让小钢球在_面内做匀速圆周运动，则小球所做的运动就称为_运动。2粗略验证向心力的表达式方法一：运动学方法测向心力（1）用_测出小钢球运动 N 圈的时间 t，则周期T=_；（ 2）用米尺测出小钢球匀速圆周运动的半径 r；（3）用_测出小钢球的质量 m。则向心力 F=_方法二：动力学方法测向心力（1）测出悬点到小球运动平面的竖直高度 h 和运动半径
23、 r，则 tan =_（2）测出小钢球的质量 m， 由受力分析可得向心力 F=_3比较两个方法 测出的向心力在误差范围内_，则可验证向心力的表达式是否正确。来源: 学+科+网 Z+X+X+K三、变速圆周运动 和一般的曲线运动做变速圆周运动的物体，线速度大小和方向都在不断_；做变速圆周运动的物体，所受合外力不总是指向_，因此，做变速圆周运 动的物体，所受合外力不总是等于_。探究思考 2：课本 25 页第 4 题【例】如图所示，长为 L=0.9m 的细线，一端固定在 O 点，另一端拴一质量为 m=0.05kg 的小钢球，现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动，即小球到达最高点时线中拉力恰好为零。
24、g=10m/s 2。（1）求小球通过最高点 A 时的速度 vA；（2）若小球通过最低点 B 时，细线对小球的拉力 T 为小球重力的 6 倍，求小球通过最低点 B 时的速度 vB。来源:学科网【训练测试】1关于向心力，下列说法中正确的是（ ）A. 物体由于做圆周运动而产生一个向心力B. 向心力不改变做匀速圆周运动物体的速度大小C. 做匀速圆周运动的物体的的向心力是个恒力D. 做一般曲线运动的物体的合力即为向心力2设地球半径为 R6400km，自转周期 T24h，试计算赤道上一个质量为 m10kg 的物体绕地轴做匀速圆周运动的向心加速度和所需的向心力。3如图所示，将一质量为 m 的摆球用长 为 L
25、 的细绳吊起，上端固定，使摆球在水平面内做匀速圆周运动，细绳就会沿圆锥面旋转，这样就构成了一个圆锥摆。关于摆球的受力情况，下列说法中正确的是（ ）A摆球受重力、拉力和向心 力的作用 B摆球受 拉力和向心力的作用C摆球受重力和拉力的作用 D摆球受重力和向心力的作用4如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥形筒固定不动，有两个质量相等的小球 A 和 B 紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则以下说法中正确的 是（ ）AA 球的线速度必定大于 B 球的线速度BA 球的角速度必定小于 B 球的线速度CA 球的运动周期必定小于 B 球的运动周期DA 球对筒壁的压力必定大于
26、B 球对筒壁的压力【参考答案】来源:学科网1B 解析 与速度方向垂直的力使物体运动方向发生改变，此力指向圆心命名为向心力，所以向心力不是物体做圆周运动而产生的。向心力与速度方向垂直，不改变速度的大小，只改变速度的方向。做匀速圆周运动的物体的的向心力始终指向圆心，方向在不断变化，是个变力。做一般曲线运动的物体的合力通常可分解为切向分力和法向分力。2解析 因赤道上的物体绕地心做圆周运动，故该物体做圆周运动的向心加速度为aR ( )26.410 6( )2m/s20.034 m/s 2。2T 23.14243600该物体做圆周运动所需向心力为来源:学科网Fma100.034N0.34N。3解析 物体
27、只受重力 G 和拉力 FT 的作用，而向心力 F 是重力和拉力的合力，如图所示。也可以认为向心力就是 FT 沿水平方向的分力 FT2，显然，F T 沿竖直方向的分力 FT1 与重力 G 平衡。正确选项为 C。4A、B 解析 小球 A 或 B 的受力情况如图所示，由图可知，两球的向心力都来源于重力 G 和支持力 FN 的合力，建立如图所示的坐标系，则有FN1F Nsinmg，F N2F NcosF，所以 Fmg cot。也就是说 FN 在指向圆心方向的分力或重力 G 和支持力 FN 的合力Fmgcot 提供了小球做圆周运动所需的向心力，可见 A、 B 两球的向心力大小相等。比较两者线速度大小时，
28、由 Fm 可知，r 越大，v 一定较大，故v2r选项 A 正确。AB LmmgFNFN1FN2 xOymGOFFTFT1FT21比较两者角速度大小时，由 Fmr 2 可知，r 越大， 一定较小，故选项 B 正确。比较两者的运动周期时，由 Fmr ( )2 可知，r 越大，T 一定较大，故选项 C 不正确。2T由受力分析图可知，小球 A 和 B 受到的支持力 FN 都等于 ，故选项 D 不正确。mgsin【学习反思】来源:学科网怎样理解向心力是一个效果力？举例说明。5.7 生活中的圆周运动导学案【学习目标】1. 进一步加深对向 心力的认识，会在实际问题中分析向心力的来源2. 能理解运用匀速圆周运
29、动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例【重点难点】分析具体问题中向心力的来源，掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法【学法指导】阅读教材插图，结合生活中的圆周运动，体会向心力的 概念，结合例题体会牛顿第二定律在圆周运动问题中的运用。【知识链接】1、向心力做匀速圆周运动的物体所受的合外力总是指向 ，所以叫 向心力公式：_向心力的作用效果：只是改变物体线速度的 而不改变线速度的 向心力的来源：向心力是按_命名的力，任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力 ；不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的 作用外，还要受到向心力的作用。2、应用向心力公式解
30、题的一般步骤：（1）明确研究对象：解题时要明确所研究的是哪一个做圆周运动的物体。（2）确定物体做圆周运动的轨道平面，并找出圆心和半径。（3）确定研究对象在某个位置所处的状态，分析物体的受力情况，判断哪些力提供向心力.这是解题的关键。（4）根据向心力公式列方程求解。【学习过程】一、铁路的弯道阅读课本，观察铁轨弯道的特点和 火车车轮的结构特点。问题 1：若转弯处内外轨一样高，火车转弯需要的向心力由什么力来提供呢？这样设计有什么缺点?问题 2：如果在弯道处外轨高于内轨，火车过弯道时需要的向心力由什么力来提供作出受力图。这样设计有什么优点？来源:学科网思考：1、如果铁轨修好了，那么，弯道的半径和内外轨
31、的高度差就是一定的了，若要对轨道没有挤压，则要按照规定的行驶速度行使。（1）若是超过规定行使速度，则需要的向心力比按规定行驶时 ，哪侧的轨道受到挤压？（2）若是小于规定行使速度，则需要的向心力比按规定行驶时 ， 哪侧的轨道受到挤压？2、赛车中，若要减少弯道事故，怎样设计弯道的路面？高速路转弯处路面是怎么设计的？摩托车转弯时车身为什么要适当倾斜？二、拱形桥1、拱形桥质量为 m 的汽车在拱形桥上以速度 v 前进，设桥面的圆弧半径为 R，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。问题 1：分析汽车的受力情况，确定汽车通过拱形桥的最高点时，什么力提供向心力？来源:Zxxk.Com问题 2：根据牛顿运动定律列
32、方程，求出汽车对桥的压力？问题 3：根据汽车对桥的压力的表达式，可得出：（1）汽车对桥面的压力_汽车的重力 mg；(填大于或小于)（2）汽车行驶的速度越大，汽车对桥面的压力越_(填大或小)问题 4：试分析如果汽车的速度不断增大，会有什么现象发生呢？:2、凹形桥 如果是凹形桥，汽车行驶在最低点时，桥面受到的压力如何？比汽车的重力大些还是小些？三、航天器中的失重现象来源:学科网阅读课本 25 页思考与讨论。速度多大时，汽车离开地球？（用 R、g 表示） 来源:Zxxk.Com人处于什么状态？（超重、失重或完全失重?）宇宙飞船中的人处于什么状态？是否受重力？对座椅为什么没有压力？四、离心运动来源:Z
33、。xx。k.Com做匀速圆周运动的物体，在所受合力_，或者_以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。1、离心运动的应用（1）洗衣机的脱水筒当网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力足以提供所需的向心力 F，使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，附着力不足以提供所需的向心力 F，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。 （2）制作“棉花” 糖的原理：内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像 一团团棉花思考：物体做
34、离心运动是因为受到离心力吗？2、离心运动的防止：在水平公路 上行驶的汽车转弯时在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力 F 大于最大静摩擦力 Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。【训练测试】1有一列重为 100t 的火车，以 72km/h 的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径400m。 试计算铁轨受到的侧压力？ 若要使火车以此速率通过的弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度 的大小。2一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱桥后，接着又以相同
35、速率通过一圆弧形凹形桥。 设两圆弧半径相等，汽车通过拱 桥桥顶时，对桥面的压力 F1 为车重的一半，汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时，对桥面的压力为 F2，求 F1 与 F2 之比。3一细杆与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动，如图所示，水的质量 m0.5kg，水的重心到转轴的距离 l50cm。 若在最高点水不流出来，求桶的最小速率； 若在最高点水桶的速率 v3m/s ，求水对桶底的压力。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。 ）【参考
36、答案】1解析 外轨对车轮的侧压力提供火车转弯所需向心力，所以有FNm N10 5N，v2r 105202400由牛顿第三定律可知铁轨受到的侧压力大小等于 105N。 火车过弯道，重力和铁轨对火车的支持力的合力正好提供向心力，即mgtanm ，v2r由此可得 arctan arctan 5.71。v2rg 1.0actn1402解析 汽车过圆弧形拱桥的最高点时，由牛顿第三定律可知，汽车受桥面对它的支持力与它对桥面的大小压力相等，所以由牛顿第二定律可得GF 1 ；mv2R同样，汽车过圆弧形凹形桥的最低点时，有F2G ；mv2R由题意可知， F1 G。12由以上各式可解得 F1 G，32所以 F1F
37、 213。3解析 以水桶中的水为研究对象，在最高点恰好不流出来，说明水的重力恰好提供其做圆周运动所需的向心力，此时桶的速率最小。此时有 mgm ，lv20则所求的最小速率为 v0 m/s2.24m/s。gl5.01 在最高点，水所受重力 mg 的方向竖直向下，此时水具有向下的向心加速度，处于失重状态，其向心加速度的大小由桶底对水的压力和水的重力决定。由向心力公式 Fm 可知，当 v 增大时，物体做圆周运动所需的向心力也随之增大，由于v2rv3m/s v 0 2. 24m/s，因此，当水桶在最高点时，水所受重力已不足以提供水做圆周运动所需的向心力，此时桶底对水有一向下的压力，设为 FN， 则由牛
38、顿第二定律有FNmg m ，v2r故 FNm mg 4N。v2r N105032根据牛顿第三定律，可得水对桶底的压力为 4N。4解析 设汽车的质量为 m，车轮与地面的动摩擦因数为 ，刹车时汽车的速度为 v，刹车距离为 s。若汽车刹车，则有 mgma，0v 22as ，所以 s ；v22g若汽车转弯，则有 mg ，mv2R所以 R 。v2g可见 R2s，司机还是采取刹车较好。【学习反思】火车转弯时，如果对轨道没有侧向压力，此时的受力特点和圆锥摆的受力特点是否相似？汽车过拱形桥时，超重还是失重？6.1 行星的运动导学案来源:学科网【学习目标】1.知道地心说和日心说的基本内容。2.掌握开普勒三个定律
39、的内容。3.理解人们对行星运动的认识过程是漫长而复杂的，真理 是来之不易的【重点难点】掌握开普勒三大定律，认识行星的运动来源:学科网【学法指导】认真阅读教材，体会行星的运动规律，加深对行星运动图景的感性认识【知识链接】在数学上，椭圆有什么 特点，描述椭圆的量有哪些？【学习过程】一、地心说和日心说：地心说认为：_是宇宙的中心，它是_的，太阳、月亮及其他天体都绕_做圆周运动，日心说认为_是宇宙的中心，它是_ _的，地球和所有的行星都绕_做圆周运动。尝试应用 1、关于地球和太阳，下列方法正确的是（ ）A.太阳是围绕地球做匀速圆周运动 的 B.地球是围绕太阳运转的C.太阳总是从东边升起，从西边落下，所
40、以太阳围绕地 球运转D.由于 地心说符合人日常经验，所以地心说是正确的二、开普勒行星运动定律：（1）开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都 是_，太阳处在_的一个_ _。（2）开普勒第二定律:对任意一个行星来说，它_的连线在相等的时间里扫过相等的_。（3）开普勒第三定律：所有行星轨道的_的三次方跟_ 的二次方的比值都相等。用公式表达为： ,k 是一个与_无关的量。尝试应用 2：关于开普勒行星运动的公式 a 3/T2=k ，以下说法正确的是（ ）A. k 是一个与行星无关的常数B.若地球绕太阳运转的轨道半长轴为 R，周期为 T，月球绕地球运转的半径为 R，周期为 T，则 R 3/T2=R 3
41、/T 2C.T 表示行星运动的自转周期D.T 表示行星运动的公转周期三、中学阶段处理行星运动的方法多数大行星的轨道与圆十分接 近，故中学阶段的研究中能够按圆处理，_处在圆心，对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的_或（_）不变，即行星做匀速圆周运动，所有行星轨道半径的_方跟公转周期的_方的比值相等。半径用 R 表示，则开普勒第三定律表达式可写为： 。尝试应用 3课本 36 页第 1 题【训练测 试】1木星绕太阳运动的周期为地球绕太阳运动周期的 12 倍。那么，木星绕太阳运动轨道的半长轴是地球绕太阳运动轨道半长轴的多少倍？2天文学家观测到哈雷彗星绕太阳运转的周期是 76 年，彗星离太阳最近的距离是
42、8.91010m，但它离太阳最远的距离不能测出。试根据开普勒定律计算这个最远距离。 （太阳系的开普勒恒量 k=3.3541018m3/s2）3飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运动，其周期为 T。如果飞船要返回地面，可在轨道上某点 A 处，将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆和地球表面在 B 点相切，如图所示。如果地球半径为 R0，求飞船由 A 点到 B 点所需要的时间。4九大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径的大小如下表所示：行星名称 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 冥王星星球半径(10 6m) 2.44 6.05 6.
43、37 3.40来源:Z#xx#k.Com71.5 60.3 25.6 24.8 1.15轨道半径(10 11m) 0.579 1.08 1.50 2.28 7.78 14.3 28.7 45.0 59.1来源:学科网从表中所立数据可以估算出冥王星的公转周期最接近于（ ）A. 4 年 B. 40 年 C. 140年 D. 240 年来源:Zxxk.Com【参考答案】1解析 设木星、地球绕太阳运动的周期分别为 T1、T 2，它们椭圆轨道的半长轴分别为a1、a 2，根据开普勒第三定律有 ，231Ta则 。4.523312T可见，木星绕太阳运动轨道的半长 轴约为地球绕太阳运动轨道半长轴的 5 .24 倍。2解析 设彗星离太阳的最近距离为 R1，最远距离为 R2，则轨道半长轴为。2la根据开普勒第三定律
