高中物理人教必修二 5.7 生活中的圆周运动 导学案（无答案）

5.7
《生活中的圆周运动》导学案
【教学目标】
知识与技能
1、知道向心力是物体沿半径方向的合外力。
2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。
3、会在具体问题中分析向心力的来源。
过程与方法
培养学生的分析能力、综合能力和推理能力，明确解决实际问题的思路和方法
情感态度与价值观
通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析
【教学重点】
1、掌握匀速圆周运动的向心力公式及与圆周运动有关的几个公式
2、能用上述公式解决有关圆周运动的实例
【教学难点】
理解做匀速圆周运动的物体受到的向心力是由某几个力的合力提供的，而不是一种特殊的力。
【学案导学】
一、知识回顾
物体做匀速圆周运动时，所受合力有何共同点？
向心力的特点：
方向：
大小：
二、新课讲解：
圆周运动的几个实例
（一）、水平方向圆周运动（转弯问题）
火车转弯
1、内外轨道一样高时：
思考：此时是什么力提供向心力？缺点是什么？可以怎样处理？
2、当外轨略高于内轨时：
火车的力：
火车的向心力：
例1
.如图所示，已知
h
,
L,转弯半径R,车轮对内外轨都无压力,质量为m的火车运行的速率应该多大
3、当火车以规定的速度行驶时和以较快或较慢的速度转弯时向心力分别由谁提供？
以规定速度时：
较快时：
较慢时：
二、竖直平面内的圆周运动
汽车过拱桥
例2.
质量为m
的汽车以恒定的速率
v
通过半径为r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是多大？
当汽车通过桥顶时的速度逐渐增大时压力怎样变化？此时汽车是超重还是失重
？
练习2
、如图，已知汽车的质量是5t，当汽车通过半径是50m的拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力是多少？
汽车过凹形桥
例3.
汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹形桥面，如图所示，求汽车在最低点时对桥面的压力是多大？
当汽车通过桥底时的速度逐渐增大时压力会怎样变化？此时汽车是超重还是失重？
练习3、一个滑雪者连同他的滑雪板质量共70
( http: / / www.21cnjy.com )kg，他滑到凹形坡底时的速度是20m/s，坡底的圆弧半径是50m，试计算在坡底时雪地对滑雪板的支持力。（g取10
m/s2）
( http: / / www.21cnjy.com )
研究圆周运动的要点
(1)
从“供”“需”两方面来进行研究
(2)
“供”——分析物体受力，求沿半径方向的合外力
(3)
“需”——确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力
(4)
“供”“需”平衡做圆周运动
三、航天器中的失重现象
航天器中的物体的向心力由物体的重力
mg
和航天器的支撑力提供，即
也就是
1、v
=
时，
=
0，航天员（或物体）对航天器无压力，即航天员处于___________状态
2、任何关闭了发动机又不受阻力的飞行器的内部，都是一个
的环境
四、离心运动
汽车转弯
思考：汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢？
汽车转弯过快会发生什么事情？
赛道的如何设计？
练习4．杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m＝0．5
kg，绳长l=60cm，求：
(1)最高点水不流出的最小速率，
(2)水在最高点速率v＝3
m／s时，水对桶底的压力．