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课题:圆周运动应用实例1

作者:佚名 来源: 发布时间:2013年03月09日
 

课题:圆周运动应用实例

主备:丁树兵              第 1 课时  总第 2 课时

【教学目标】1.学会分析火车转弯、汽车过桥等生活中圆周运动问题实例.

2.掌握杆、绳约束的物体在竖直平面内做圆周运动的特点.

【教学重点】学会分析的生活中的圆周运动实例分析

【教学难点】临界值问题的分析和运用极限思维的方法分析极限问题

【教    具】

 

 

【教学过程】

考点一 生活中的圆周运动

考点解读

生活中的圆周运动实例

 

轨迹

向心力来源

实例

火车转弯

水平面内圆周

内外轨有高度差,由重力和弹力在水平方向的合力提供向心力

汽车在弯曲的公路上转弯等

汽车过桥

竖直平面内圆周

由汽车本身重力和桥面支持力的合力提供向心力

水流星、绳与小球、绳与杆模型等

离心运动

条件:能够提供的向心力不足以满足需求的向心力

洗衣机的脱水筒、离心分离机等

 

典例剖析

例1 如图1所示,在自行车后轮轮胎上粘附着一块泥巴.现将

自行车后轮撑起,使后轮离开地面而悬空,然后用手匀速摇脚

踏板,使后轮飞速转动,泥巴被甩下来.图中四个位置泥巴最

容易被甩下来的是                                                     (  )

A.a点                                       B.b点                                                      图1

C.c点                                        D.d点                   

例2 假设一辆质量m=2.0 t的小轿车,驶过半径R=90 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?

 

考点二 竖直面内圆周运动的临界问题分析

考点解读

对于物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动,该类运动常有临界问题,并伴有“最大”、“最小”、“刚好”等词语,常分析两种模型——轻绳模型和轻杆模型,分析比较如下.

 

轻绳模型

轻杆模型

常见类型

 

均是没有支撑的小球

 

均是有支撑的小球

过最高点的临界条件

mgm

v

由小球恰能做圆周运动即得v=0

讨论分析

(1)过最高点时,v≥,FNmgm,绳、轨道对球产生弹力FN

(2)不能过最高点时,v<,在到达最高点前小球已经脱离了圆轨道

(1)当v=0时,FNmgFN为支持力,沿半径背离圆心

(2)当0<v<时,-FNmgmFN背向圆心,随v的增大而减小

(3)当v=时,FN=0

(4)当v>时,FNmgmFN指向圆心并随v的增大而增大

在最高点的FN图线

 

取竖直向下为正方向

 

取竖直向下为正方向

 

典例剖析

例3 如图3所示,

 

斜轨道与半径为R的半圆轨道平滑连接,点A与半圆轨

道最高点C等高,B为轨道的最低点.现让小滑块(可视

为质点)从A点开始以速度v0沿斜面向下运动,不计一切

摩擦,关于滑块运动情况的分析,正确的是    (  )

A.若v0=0,小滑块恰能通过C点,且离开C点后做自由落体运动                  图3

B.若v0=0,小滑块恰能通过C点,且离开C点后做平抛运动

C.若v0=,小滑块恰能到达C点,且离开C点后做自由落体运动

D.若v0=,小滑块恰能到达C点,且离开C点后做平抛运动

例4 如图4所示,轻杆的一端有一个小球,另一端有光滑的固定

O.现给球一初速度,使球和杆一起绕O轴在竖直平面内转动,

不计空气阻力,用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力,

F                                                                               (  )                  图4

A.一定是拉力

B.一定是推力

C.一定等于零

D.可能是拉力,可能是推力,也可能等于零

方法归纳 竖直面内圆周运动的解题技巧

(1)求解时先分清是绳模型还是杆模型,抓住绳模型中最高点v≥及杆模型中v≥0这两个条件,然后利用牛顿第二定律求解.

(2)注意题目中“恰好通过”等关键词语.

 

 

 

【二次备课】

【作业布置】                                                    

 

 

【教学后记】

 

 

 

 

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