【原创】江苏省2013—2020学年物理(新人教版)必修二同步导学案：5.7-生活中的圆周运动(1).docx

课题：5.7生活中的圆周运动（一） 班级 姓名：
一：学习目标
1．能定性的分析火车外轨比内轨高的缘由
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
二：课前预习
阅读课本26-27页回答下列问题
1、火车车轮与铁轨的构造是怎样的？

2、假如火车在水平弯道上转弯，试分析其受力状况及向心力的来源。

3、实际中的铁路弯道是如何设计的？为什么要这样设计？

4、分析汽车过拱形桥至桥顶时的受力状况及向心力来源

三：课堂研讨
任务一：铁路的弯道
1．假如内外轨道一样高，那么火车转弯的向心力是什么供应的? (受力分析，结合牛顿其次定律处理)

2．假如在转弯处外轨略高于内轨，那么火车转弯的向心力是什么力供应的?火车在转弯处为什么只能以规定的速度行驶?

任务二：拱形桥(看书P27页，然后回答下列问题)
1、汽车过拱形桥的最高点向心力是由什么力供应的?

2、汽车过凹形桥面的最低点向心力是由什么力供应的?

3、拱形桥的最高点与凹形桥的最低点桥面所受压力有什么不同?

任务三：航天器中的失重现象(阅读课本，小组争辩)
分析在宇宙飞船中的航天员的受力，当宇宙飞船的速度为多大时，航天员对座舱的压力为零?

任务四：离心运动
1．什么样的运动叫离心运动?什么条件下会发生离心运动?

2．如何应用与防止离心运动?

例1、质量为100 t的火车在轨道上行驶，火车内外轨连线与水平面的夹角为α＝37°，如图所示，弯道半径R＝30 m，重力加速度取l0m／s2．求：
(1)当火车的速度为v1=10 m／s时，轨道受到的侧压力多大?方向如何?
(2)当火车的速度为v2＝20 m／s时，轨道受到的侧压力多大?方向如何?

例2、质量为M的物体沿着半径为R的光滑半球形金属球壳滑到最低点时，对轨道的压力为物体重力的三倍，如图所示，则物体在最低点时的速度为多大?

四：学后反思

备 注

课堂检测——5.7生活中的圆周运动（一） 姓名：
1．在水平面上转弯的汽车，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、牵引力的合力
2．当汽车驶向一凸形桥面时，为使在通过桥顶时减小汽车对桥的压力，司机应 ( )
A．以尽可能小的速度通过桥顶
B．增大速度通过桥顶
C．以任何速度匀速通过桥顶
D．使通过桥顶的向心加速度尽可能小
3．铁路转弯处的圆弧半径为R，内侧和外侧的高度差为h，L为两轨间的距离，且L远大于h (θ很小时，sinθ≈tanθ)。假如列车转弯速率大于,，则 ( )
A．外侧铁轨与轮缘间产生挤压
B．铁轨与轮缘间无侧向挤压
C．内侧铁轨与轮缘间产生挤压
D．内外侧铁轨与轮缘间均有挤压
4．质量m=2．0×104kg的汽车以不变的速领先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20m，假如桥面承受的压力不得超过3．0 ×105N，则：
(1)汽车允许的最大速率是多少

(2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少?(g取10m／s2)

课外作业—5.7生活中的圆周运动（一） 班级 姓名：
1．一汽车通过拱形桥顶时速度为10 m/s，车对桥顶的压力为车重的3／4，假如要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为 ( )
A．15 m/s B．20 m/s
C．25 m/s D．30 m/s
2．火车轨道在转弯处外轨高于内轨。若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法中正确的是 ( )
①当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力供应向心力
②当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力供应向心力③当速度大于v时，轮缘挤压外轨④当速度小于v时，轮缘挤压外轨
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
3．如图所示，在固定的圆锥形漏斗的光滑内壁上，有两个质量相等的小球A和B，它们分别紧贴漏斗的内壁，在不同的水平面内做匀速圆周运动，则以下叙述正确的是 ( )
A．球A的线速度大于球B的线速度
B．球A的角速度大于球B的角速度
C．球A对漏斗内壁的压力大于球B对漏斗内壁的压力
D．球A的周期小于球B的周期
4．有一辆质量为800 kg的小汽车驶上圆弧半径为50 m的拱桥。
(1)汽车到达桥顶时速度为5 m／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?
(3)汽车对地面的压力过小是担忧全的，因此从这个角度讲，汽车过桥时的速度不能过大。对于同样的车速，拱桥圆弧的半径大些比较平安，还是小些比较平安?
(4)假如拱桥的半径增大到与地球半径R一样，汽车要在地面上腾空，速度要多大?(m)