2．3圓周運(yùn)動(dòng)的案例分析

核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練2.3課標(biāo)定位學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.理解向心力的來(lái)源，并能對(duì)具體實(shí)例進(jìn)行分析和計(jì)算．2．掌握牛頓第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用．3．通過(guò)具體分析生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，掌握處理這類(lèi)問(wèn)題的思路和方法．重點(diǎn)難點(diǎn)：豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，列車(chē)轉(zhuǎn)彎及拱形橋問(wèn)題．課標(biāo)定位課前自主學(xué)案一、分析游樂(lè)場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)1．受力分析(1)過(guò)山車(chē)在軌道頂部時(shí)要受到_______和軌道對(duì)車(chē)的________作用，這兩個(gè)力的_______提供過(guò)山車(chē)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力．(2)當(dāng)過(guò)山車(chē)恰好經(jīng)過(guò)軌道頂部時(shí)，彈力為零，此時(shí)_______提供向心力．重力彈力合力重力臨界速度壓力思考感悟在游樂(lè)場(chǎng)，我們乘坐過(guò)山車(chē)時(shí)，常常會(huì)被嚇得高聲尖叫，心驚膽戰(zhàn)，過(guò)山車(chē)能從高高的圓形軌道頂部轟然而過(guò)，車(chē)與人卻不掉下來(lái)，這是為什么呢？提示：當(dāng)過(guò)山車(chē)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，所需要的向心力由其重力和軌道對(duì)車(chē)的作用力來(lái)提供．當(dāng)所需要的向心力大于或等于車(chē)的重力時(shí)，車(chē)與人就不會(huì)掉下來(lái)．二、研究運(yùn)動(dòng)物體轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力1．自行車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)要向轉(zhuǎn)彎處的內(nèi)側(cè)傾斜，由____________的作用力與________的合力作為轉(zhuǎn)彎所需要的向心力．2．汽車(chē)在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)由地面的________提供向心力．3．火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力由_______和鐵軌對(duì)火車(chē)的___________的合力提供，其向心力方向沿_______方向．地面對(duì)車(chē)重力摩擦力重力支持力水平核心要點(diǎn)突破即時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)用用(即時(shí)時(shí)突突破破，，小小試試牛牛刀刀)1．乘坐坐游游樂(lè)樂(lè)園園的的翻翻滾滾過(guò)過(guò)山山車(chē)車(chē)，，質(zhì)質(zhì)量量為為m的人人隨隨車(chē)車(chē)在在豎豎直直平平面面內(nèi)內(nèi)旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)時(shí)時(shí)，，下下列列說(shuō)說(shuō)法法中中正正確確的的是是()A．車(chē)在在最最高高點(diǎn)點(diǎn)時(shí)時(shí)，，車(chē)車(chē)在在軌軌道道內(nèi)內(nèi)側(cè)側(cè)，，人人處處于于倒倒坐坐狀狀態(tài)態(tài)，，被被保保險(xiǎn)險(xiǎn)帶帶拉拉住住，，沒(méi)沒(méi)有有保保險(xiǎn)險(xiǎn)帶帶，，人人就就會(huì)會(huì)掉掉下下來(lái)來(lái)B．人在在最最高高點(diǎn)點(diǎn)時(shí)時(shí)對(duì)對(duì)座座位位仍仍可可能能產(chǎn)產(chǎn)生生壓壓力力，，但但壓壓力力一一定定小小于于mgC．人在在最最低低點(diǎn)點(diǎn)時(shí)時(shí)對(duì)對(duì)座座位位的的壓壓力力等等于于mgD．人在在最最低低點(diǎn)點(diǎn)時(shí)時(shí)對(duì)對(duì)座座位位的的壓壓力力大大于于mg在火火車(chē)車(chē)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎彎處處，，外外軌軌高高于于內(nèi)內(nèi)軌軌，，如如圖圖2－3－5所示示，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎彎時(shí)時(shí)所所需需的的向向心心力力由由重重力力和和彈彈力力的的合合力力提提供供．．否否則則，，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎彎時(shí)時(shí)所所需需向向心心力力應(yīng)應(yīng)由由外外軌軌對(duì)對(duì)車(chē)車(chē)輪輪的的壓壓力力提提供供，，而而這這樣樣對(duì)對(duì)車(chē)車(chē)軌軌會(huì)會(huì)造造成成損損壞壞，，車(chē)車(chē)速速大大時(shí)時(shí)，，容容易易出出事事故故．．2．彎彎道道的的行行駛駛速速度度設(shè)車(chē)車(chē)軌軌間間距距為為L(zhǎng)，兩兩軌軌高高度度差差為為h，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎彎半半徑徑為為R，質(zhì)質(zhì)量量為為m的火火車(chē)車(chē)運(yùn)運(yùn)行行時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)當(dāng)當(dāng)有有多多大大的的速速度度？？火車(chē)無(wú)擠壓作作用．(2)當(dāng)火車(chē)行駛速速度v>v0時(shí)，外軌道對(duì)對(duì)火車(chē)輪緣有有擠壓作用．(3)當(dāng)火車(chē)行駛速速度v<v0時(shí)，內(nèi)軌道對(duì)對(duì)火車(chē)輪緣有有擠壓作用．即時(shí)應(yīng)用(即時(shí)突破，小小試牛刀)2．火車(chē)在在拐彎彎時(shí)，，對(duì)于于向心心力的的分析析，正正確的的是()A．由于火火車(chē)本本身作作用而而產(chǎn)生生了向向心力力B．主要是是由于于內(nèi)外外軌的的高度度差的的作用用，車(chē)車(chē)身略略有傾傾斜，，車(chē)身身所受受重力力的分分力產(chǎn)產(chǎn)生了了向心心力C．火車(chē)在在拐彎彎時(shí)的的速率率小于于規(guī)定定速率率時(shí)，，內(nèi)軌軌將給給火車(chē)車(chē)側(cè)壓壓力，，側(cè)壓壓力就就是向向心力力D．火車(chē)在在拐彎彎時(shí)的的速率率大于于規(guī)定定速率率時(shí)，，外軌軌將給給火車(chē)車(chē)側(cè)壓壓力，，側(cè)壓壓力作作為火火車(chē)拐拐彎時(shí)時(shí)向心心力的的一部部分解析：：選D.火車(chē)正正常拐拐彎時(shí)時(shí)，重重力和和支持持力的的合力力提供供向心心力，，故A、B選項(xiàng)錯(cuò)錯(cuò)；當(dāng)當(dāng)拐彎彎速率率大于于規(guī)定定速率率時(shí)，，外軌軌對(duì)火火車(chē)有有側(cè)壓壓力作作用；；當(dāng)拐拐彎速速率小小于規(guī)規(guī)定速速率時(shí)時(shí)，內(nèi)內(nèi)軌對(duì)對(duì)火車(chē)車(chē)有側(cè)側(cè)壓力力作用用，此此時(shí)，，火車(chē)車(chē)拐彎彎所需需的向向心力力是重重力、、支持持力和和側(cè)壓壓力的的合力力來(lái)提提供，，故C錯(cuò)，D對(duì)．課堂互動(dòng)講練拱形橋問(wèn)題分析類(lèi)型一例1汽車(chē)質(zhì)質(zhì)量為為1.5×104kg，以不不變的的速率率先后后駛過(guò)過(guò)凹形形橋面面和凸凸形橋橋面，，橋面面圓弧弧半徑徑都為為15m，如果果凹形形橋面面承受受的最最大壓壓力不不得超超過(guò)2.0×105N，汽車(chē)車(chē)允許許的最最大速速率是是多少少？汽汽車(chē)以以此速速率駛駛過(guò)凸凸形橋橋面的的最小小壓力力是多多少？？圖2－3－6圖2－3－7【答案】7.07m/s1.0×105N機(jī)車(chē)轉(zhuǎn)彎問(wèn)題分析類(lèi)型二例2如圖2－3－8所示，某某游樂(lè)場(chǎng)場(chǎng)里的賽賽車(chē)場(chǎng)地地為圓形形，半徑徑為100m，一賽車(chē)車(chē)和選手手的總質(zhì)質(zhì)量為100kg，車(chē)輪與與地面間間的最大大靜摩擦擦力為600N.(1)若賽車(chē)的的速度達(dá)達(dá)到72km/h，這輛車(chē)車(chē)在運(yùn)動(dòng)動(dòng)過(guò)程中中會(huì)不會(huì)會(huì)發(fā)生側(cè)側(cè)移？(2)若將場(chǎng)地地建成外外高內(nèi)低低的圓形形，且傾傾角為30°，并假設(shè)設(shè)車(chē)輪和和地面