公开课 生活中的圆周运动

中的圆周活生运动必修2第五章第7节此地不宜居住吗？中央电视台《今日说法》栏目报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．当地居民认为是风水问题，你相信吗？F=rvm2提供物体做圆周运动的向心力物体做圆周运动所需要的向心力当“供”“需”平衡时，物体做圆周运动一、汽车转弯OmgFNFf提供向心力受力分析FfFfFn＝mv2/r课堂练习FfFn＝mω2r思考：•那火车转弯时情况会有何不同呢？•火车转弯时是在做圆周运动，那么是什么力提供向心力？实例二、火车转弯车轮介绍铁路的弯道GN2vFFmr向心力外轨对轮缘的弹力提供向心力.靠这种办法得到的向心力缺点是什么？如何解决这一实际问题？F【最佳方案】外轨略高于内轨GFNF合α【方案剖析】nFF合Rvmmg2tan火车转弯规定临界速度:tanvRg临界解析：重力G与支持力FN的合力F合是使火车转弯的向心力•【研究与讨论】如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？讨论：1.当v,F提合力不足以提供向心力外轨对轮缘有挤压；2.当v=,=F提合力恰好等于向心力内外轨对轮缘都无挤压3.当v,F提合力大于向心力，内轨对轮缘有挤压ghRlghRlghRlnFnFnF•【物理与生活】2008年4月18日，我国铁路进行了第六次大提速，时速将达200公里以上，这必将为我国经济腾飞注入新的活力。假设你是一位从事铁路设计的工程师，你认为火车提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造？课堂练习2、质量m=100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面夹角为370，弯道半径R=30m。(1)当火车的速度v1=10m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?(2)当火车的速度v2=15m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?(3)当火车的速度v3=20m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?OθO'FTmgF合圆锥摆FNGFmgtanθFn＝mv2/rOθO'FTmgF合圆锥摆FNmgF合公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时，也可以看做圆周运动。那么是什么力提供汽车的向心力呢？思考：实例拱形桥三、汽车过桥讨论质量为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所需的向心力来源．1、受力分析2、找圆心3、确定F合即F向心力的方向。4、列方程NG·F合=G-NFF合向心力2vGNmR2vNGmR2'vNNGmR压力•分析汽车通过最底点时车对桥(过水路面)的压力2vNGmr汽车对桥面的压力超重失重状态最高点最低点2vNGmGr2vNGmGr小结：课堂练习3、一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=100m的一段圆弧形桥面。(1)若桥面为凹形，汽车以20m/s通过桥面最低点时，对桥面的压力是多大？(2)若桥面为凸形，汽车以10m/s通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大？(3)汽车以多大速度过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？地球可以看做一座巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……思考与讨论该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中．F=rvm2提供物体做圆周运动的向心力物体做圆周运动所需要的向心力当“供”“需”平衡时，物体做圆周运动想一想：当“供”“需”不平衡时，物体将如何运动呢？观察1、定义：当向心力突然消失或者指向圆心的合力不足时，物体做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。实例四、离心运动离心抛掷离心脱水离心分离离心甩干2、离心运动的应用与防止离心运动的应用用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内制作棉花糖的原理：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。O离心运动的防止F静vOFv学习目标•1.能定性分析火车外轨比内轨高的原因。•2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。•3.知道航天器中的失重现象的本质。•4.知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止。•5.会用牛顿第二定律分析圆周运动。