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生活中的圆周运动基础导学 姓名 班级 组别 使用时间【学习目标】1、会在具体问题中分析向心力的来源。2、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动,3、会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。【学习重点】在具体问题中找出向心力的来源【学习难点】拱形桥上运动物体的受力分析【自主学习】先阅读课本,再回答问题1、(B层)火车转弯特点:火车转弯是一段圆周运动,圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面.受力分析,确定向心力(向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供).缺点:如果两条铁轨在一个水平面内的话,向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供,由于火车质量大,速度快,由公式F向=mv2/r,向心力很大,对火车和铁轨损害很大。事实上在火车转弯处,外轨要比内轨略微高一点,形成一个斜面,火车受的重力和支持力的合力提供向心力,对内外轨都无挤压,这样就达到了保护铁轨的目的。如右图所示,对其进行受力分析可知:向心力的方向是_。大小是F向=_。(1)当内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力.恰好满足 F向=mv02/r ,求得v0=_, (2)当vv0 时,F向_F合 ,外轨道对外侧车轮轮缘有压力,(3)当vv0 时,F向_F合,内轨道对内侧车轮轮缘有压力,2、(C层)质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶,若桥面的圆弧半径为R,试画出受力分析图,分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力.通过分析,你可以得出什么结论?画出汽车的受力图,推导出汽车对桥面的压力.【合作探究】1、(B层)一辆质量m=2.0 t的小轿车,驶过半径R=100 m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10 m/s2.求:(1)若桥面为凹形,汽车以20 m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?(2)若桥面为凸形,汽车以10 m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?2、(A层)如图所示,质量为m=20000kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为20m,如果桥面承受的压力不得超过210000N,则(1)汽车允许的最大速率是多少?(2)若以所求的速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?3、(B至A层)长L=0.5 m、质量可忽略的杆,其一端固定于O点,另一端连有质量m=2 kg的小球,它绕O点做竖直平面内的圆周运动,当通过最高点时,如图所示.求下列情况下球所受到的力(计算出大小,并说明是拉力还是支持力(1)当v=1 m/s时,大小为_N,是_力;(2)当v=4 m/s时,大小为_N,是_力.分析过程:形成小结:【自我检测】1、(C层)一辆汽车在丘陵地带匀速行驶,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2、(B层)汽车在水平地面上转弯时,地面的摩擦力已达到最大值,当汽车速度增为原来2倍时,则汽车的转弯半径必须变化为原来的_倍.3、(C层)用长为l的细绳拴着质量为m的小球,在竖直平面内做圆周运动,则下列说法中正确的是( )A.小球在最高点所受的向心力一定是重力B.小球在最高点绳子的拉力可能为零C.小球在最低点绳子的拉力一定大于重力D.若小球恰好能在竖直平面内做圆周运动,则它在最高点的速率为
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