資源簡介

校 訓(xùn)： 誠 愛 勤 實(shí)
校 風(fēng)： 求真 求實(shí) 求精 求新
生活中的圓周運(yùn)動
一：學(xué)習(xí)目標(biāo)
①通過對火車轉(zhuǎn)彎、汽車過橋的運(yùn)動分析與受力分析，建立圓周運(yùn)動的模型，并解決一些實(shí)際問題。
②通過認(rèn)識鐵軌和橋面的設(shè)計要求，增強(qiáng)安全行駛的責(zé)任和意識。
二：重、難點(diǎn)
通過對向心力來源的分析及公式的推導(dǎo)，讓學(xué)生能運(yùn)用圓周運(yùn)動的知識解決實(shí)際問題。
三：課堂內(nèi)容
內(nèi)容一：火車轉(zhuǎn)彎
【環(huán)節(jié)一】自主學(xué)習(xí)
火車的車輪內(nèi)側(cè)突出的部分，叫做 。
如果鐵路彎道的內(nèi)外軌一樣高，火車轉(zhuǎn)彎時的軌跡是一段圓弧，此時火車受豎直向下的重力，豎直向上的支持力， 對輪緣的側(cè)向彈力，由 提供火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力。
鐵路彎道的特點(diǎn)：彎道處外軌略 內(nèi)軌，火車轉(zhuǎn)彎時鐵軌對火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道的內(nèi)側(cè)．支持力與重力的合力指向 。
【環(huán)節(jié)二】合作探究
問題1：在鐵路彎道處，若火車按規(guī)定的速度v0行駛，輪緣不與鐵軌擠壓，依據(jù)哪個方程可求出規(guī)定速度v0？（其中R為彎道半徑，θ為軌道平面與水平面間的夾角）
問題2：當(dāng)火車實(shí)際轉(zhuǎn)彎速度v小于設(shè)計速度v0，輪緣與 軌擠壓；
當(dāng)火車實(shí)際轉(zhuǎn)彎速度v大于設(shè)計速度v0，輪緣與 軌擠壓。
內(nèi)容二：汽車過橋
【環(huán)節(jié)一】自主學(xué)習(xí)
汽車在拱形橋或凹形路面行駛時，可以看做勻速圓周運(yùn)動。質(zhì)量為m的汽車，兩次以相同的速度v通過半徑為R的凹形橋和拱形橋，請?zhí)顚懕砀裰械膬?nèi)容：
橋面 凹形橋 拱形橋
汽車的受力分析 最低點(diǎn) 最高點(diǎn)
方程 . .
路面對汽車的支持力FN . .
汽車對路面的壓力FN . .
汽車狀態(tài)（超重/失重/平衡） . .
【環(huán)節(jié)二】合作探究
問題1：為什么小球會從凹形橋上掉落下來？
問題2：在拱形橋的最高點(diǎn)上，汽車速度達(dá)到多少時，汽車即將飛離橋面？此時汽車處于什么狀態(tài)？
問題3：為什么生活中拱形橋比凹形橋更普遍
四：課堂小測
1.在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌．如圖所示，當(dāng)火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓，設(shè)此時的速度大小為v，重力加速度為g，兩軌所在面的傾角為θ，則(　　)
A．該彎道的半徑r＝
B．當(dāng)火車質(zhì)量改變時，規(guī)定的行駛速度大小也隨之改變
C．當(dāng)火車速率大于v時，內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓
D．當(dāng)火車速率大于v時，外軌將受到輪緣的擠壓
2.有一輛質(zhì)量為800 kg的小汽車駛上圓弧半徑為50 m的拱橋，如圖所示．取g＝10 m/s2，求：
(1)若汽車到達(dá)橋頂時速度為5 m/s，橋?qū)ζ嚨闹С至Φ拇笮。?br/>(2)若汽車經(jīng)過橋頂時恰好對橋頂沒有壓力而騰空，汽車此時的速度大小.
四：課堂小結(jié)
1.鐵路彎道處外軌 內(nèi)軌， 指向提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力．
2.汽車對凹形橋的壓力 汽車的重力，而且汽車速度越大，汽車對橋的壓力越大，汽車處于 狀態(tài)。
3.汽車對拱形橋的壓力 汽車的重力，而且汽車速度越大，汽車對橋的壓力越小，汽車處于 狀態(tài)。
4.你對交通安全注意點(diǎn)有什么見解？
五：課后練習(xí)
1.如圖所示，火車軌道轉(zhuǎn)彎處外高內(nèi)低，當(dāng)火車行駛速度等于規(guī)定速度時，所需向心力僅由重力和軌道支持力的合力提供，此時火車對內(nèi)、外軌道無側(cè)向擠壓作用．已知火車內(nèi)、外軌之間的距離為1 435 mm，高度差為143.5 mm，轉(zhuǎn)彎半徑為400 m，由于內(nèi)、外軌軌道平面的傾角θ很小，可近似認(rèn)為sin θ＝tan θ，重力加速度g取10 m/s2，則在這種情況下，火車轉(zhuǎn)彎時的規(guī)定速度為(　　)
A．36 km/h B．54 km/h
C．72 km/h D．98 km/h
2.公路在通過小型水庫的泄洪閘的下游時，常常要修建凹形路面，也叫“過水路面”．如圖所示，汽車通過凹形路面的最低點(diǎn)時(　　)
A．汽車的加速度為零，受力平衡
B．汽車對路面的壓力比汽車的重力大
C．汽車對路面的壓力比汽車的重力小
D．汽車的速度越大，汽車對路面的壓力越小
3.一個質(zhì)量為m的物體(體積可忽略)，在半徑為R的光滑半球頂點(diǎn)處以水平速度v0運(yùn)動，如圖所示，重力加速度為g，則下列說法正確的是(　　)
A．若v0＝，則物體對半球頂點(diǎn)無壓力
B．若v0＝，則物體對半球頂點(diǎn)的壓力大小為mg
C．若v0＝0，則物體對半球頂點(diǎn)的壓力大小為mg
D．若v0＝0，則物體對半球頂點(diǎn)的壓力為零

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