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视频标签：生活中的圆周运动
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视频课题：高中物理人教版必修2第五章曲线运动7.生活中的圆周运动-冯
教学设计、课堂实录及教案：高中物理人教版必修2第五章曲线运动7.生活中的圆周运动-冯
5.7 生活中的圆周运动
一 、学习目标:
1. 能分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的受力，并且能在具体问题中进行计算
2. 了解列车车轮和铁轨的形状特点，并且能定性分析转弯处外轨比内轨高的原因。同时要明白火车转弯的轨迹在水平面内。
3. 会用牛顿运动定律分析圆周运动的问题 二 、问题导学
生活中有很多圆周运动的实例，研究相关的问题时，圆周运动的线速度、角速度、向心加速度、向心力等物理量的关系就是研究的重点
1、汽车过拱形桥的运动也可以看成圆周运动的一部分，画出过桥顶的受力图，写出向心力的表达式。 若桥所在的圆的半径为R，通过最高点的速度为v，求出质量为m的汽车在最高点时对桥的压力(先求出桥对汽车的支持力由牛顿第三定律，压力与支持力大小相等)。并分析此时车以及车中的人处于超重还是失重状态？
（1）确定研究对象，并判断做什么运动：_______________________ （2）受力分析，判断哪些力提供向心力：_______________________
（3）根据已知条件写出向心力表达式：________________________________ （4）牛顿第二定律列方程求解：
思考与讨论：若在最高点支持力为零，速度多大？汽车还能沿着桥面运动吗？
练习1、有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。（g取10m/s2
） 1）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便恰好对桥没有压力而腾空？
2、质量为m的汽车过凹形桥时的运动也可以看成圆周运动的一部分，画出汽车过最低点时的受力图，写出向心力的表达式。
若凹面所在圆的半径为R，通过最低点的速度为v，求出汽车在最低点时对桥的压力。并分析此时车以及车中的人处于超重还是失重状态？
比较一下，在拱形桥的最高点和凹形桥的最低点，压力和重力的大小关系
练习2、建造在公路上的桥梁大多是凸形桥，较少是水平桥，更没有凹形桥，其主要原因是 ( ) A．为的是节省建筑材料，以减少建桥成本
B．汽车以同样速度通过凹形桥时对桥面的压力要比水平或凸形桥的压力大，故凹形桥易损坏 C．可能是建造凹形桥技术上特别困难 D．无法确定
3、试分析以下情况火车转弯时什么力提供向心力？
（1）在内外轨等高的轨道上 （如右图）
（2）在外轨高于內轨的轨道上转弯时，已知火车的质量为m，转弯的半径为r，斜面的倾角为θ，分析 a、当铁轨的内外轨对火车轮缘均无侧压力时，此时向心力的来源？并求出此时的向心力Fn和火车转弯时的速率v0?
b、当转弯时火车的速率v>v0时，此时________（填外轨或內轨）对轮缘有侧压力。
C、当转弯时火车的速率v<v0时，此时________（填外轨或內轨）对轮缘有侧压力。
练习3、铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ(下图示)，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于Rgtg，则( )
A．外侧铁轨与轮缘间产生挤压 B．铁轨与轮缘间无挤压
C．内侧铁轨与轮缘间产生挤压 D．内外铁轨与轮缘间均有挤压
【随堂练习】
1.在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象( ） A.荡秋千经过最低点的小孩 B.汽车过凸形桥
C.汽车过凹形桥 D.在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器
2.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示，由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是( )
A．a处 B．b处 C．c处 D．d处
3.汽车以—定速率通过拱桥时，下列说法中正确的是( )
A．在最高点汽车对桥的压力大于汽车的重力 B．在最高点汽车对桥的压力等于汽车的重力
C．在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力 D．汽车以恒定的速率过桥时，汽车所受的合力为零
4.在水平面上转弯的自行车，向心力是 ( )
A．重力和支持力的合力 B．静摩擦力 C．滑动摩擦力 D．重力、支持力、摩擦力的合力
5.竖直面内有一圆弧面，其半径为R。质量为m的物体在拉力作用下沿圆弧面以恒定的速率v滑行，拉力的方向始终保持与物体的速度方向一致。已知物体与圆弧之间的滑动摩擦系数为μ，则物体通过圆弧面最高点P位置时拉力的大小为( )
A．μmg B．μm(g－v2/R) C．μmv2/R D．m(μg－v2/R)
6.火车在转弯行驶时，需要靠铁轨的支持力提供向心力。下列说法正确的是 ( ) A．在转弯处使外轨略高于内轨 B．在转弯处使内轨略高于外轨
C．在转弯处使内轨、外轨在同一水平高度 D．在转弯处火车受到的支持力竖直向上
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