高中物理 6-8《生活中的圓周運動》精品課件 新人教版必修2

1、高中物理新人教版必修２系列課件,6.8《生活中的圓周運動》,教學目標,知識與技能1．知道如果一個力或幾個力的合力的效果是使物體產生向心加速度，它就是圓周運動的物體所受的向心力．會在具體問題中分析向心力的來源．2．能理解運用勻速圓周運動的規(guī)律分析和處理生產和生活中的具體實例．3．知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運動，會求變速圓周運動中物體在特殊點的向心力和向心加速度．過程與方法1．通過對勻速圓周運動的實例分析，滲透理

2、論聯(lián)系實際的觀點，提高學生分析和解決問題的能力．2．通過勻速圓周運動的規(guī)律也可以在變速圓周運動中使用，滲透特殊性和一般性之間的辯證關系，提高學生的分析能力． 3．通過對離心現(xiàn)象的實例分析，提高學生綜合應用知識解決問題的能力．,情感、態(tài)度與價值觀 1．通過對幾個實例的分析，使學生明確具體問題必須具體分析，理解物理與生活的聯(lián)系，學會用合理、科學的方法處理問題． 2．通過離心運動的應用和防止的實例分析．使學生明白事物都是一分為二的

3、，要學會用一分為二的觀點來看待問題． 3．養(yǎng)成良好的思維表述習慣和科學的價值觀． 教學重點 1．理解向心力是一種效果力． 2．在具體問題中能找到是誰提供向心力的，并結合牛頓運動定律求解有關問題．教學難點 1．具體問題中向心力的來源． 2．關于對臨界問題的討論和分析． 3．對變速圓周運動的理解和處理．,知識回顧,物體做圓周運動時，受力有何共同點物體要受到指向圓心的向心力向心力的特點方向：總

4、是指向圓心大?。?分析做圓周運動的物體受力情況,,,提供向心力,受力分析,Ff,FN+mg,F,“供需”平衡 物體做勻速圓周運動,向心力公式的理解,從“供” “需”兩方面研究做圓周運動的物體,,賽道的設計,實例研究1——火車過彎,火車以半徑R= 300 m在水平軌道上轉彎，火車質量為8×105kg，速度為30m/s。鐵軌與輪之間的動摩擦因數μ=0.25。,,,設向心力由軌道指向圓心的靜摩擦力提供,代入數據可得： Ff=2.

5、4×106N,但軌道提供的靜摩擦力最大值：Ff靜m=μmg=1.96×106N,,,“供需”不平衡，如何解決？,研究與討論,1、請設計一個方案讓火車沿軌道安全通過彎道？,實際火車與軌道設計中，利用輪緣可增加小部分的向心力；墊高外軌可增加較多的向心力。,2、最佳方案,火車以半徑R= 900 m轉彎，火車質量為8×105kg ，速度為30m/s，火車軌距l(xiāng)=1.4 m，要使火車通過彎道時僅受重力與軌道的支

6、持力，軌道應該墊的高度h？（θ較小時tanθ=sinθ）,,,,θ,,由力的關系得：,由向心力公式得：,由幾何關系得：,解：,=0.14m,研究與討論,3、若火車速度與設計速度不同會怎樣？,外側,內側,,,,θ,過大時：外側軌道與輪之間有彈力,過小時：內側軌道與輪之間有彈力,需要輪緣提供額外的彈力滿足向心力的需求,4、若火車車輪無輪緣，火車速度過大或過小時將向哪側運動？,,過大時：火車向外側運動過小時：火車向內側運動,,向心、圓

7、周、離心運動,“供”“需”是否平衡決定物體做何種運動,供,提供物體做圓周運動的力,需,物體做勻速圓周運動所需的力,F=,F<,F>,,,,列車速度過快，造成翻車事故,,實例研究2——過拱橋,1、汽車過拱橋是豎直面內圓周運動的典型代表2、研究方法與水平面內圓周運動相同,,,比較在兩種不同橋面，橋面受力的情況，設車質量為m，橋面半徑為R，此時速度為v。,,,,,失重,超重,最高點,最低點,研究與討論,1、若速度過快，汽車做何種

8、運動？,,提供的向心力不足，做離心運動，離開橋面做平拋運動,,2、有無可能做這樣的運動？若可能應滿足怎樣的條件？,過山車,水流星,研究圓周運動的要點,從“供”“需”兩方面來進行研究“供”——分析物體受力，求沿半徑方向的合外力“需”——確定物體軌道，定圓心、找半徑、用公式，求出所需向心力“供”“需”平衡做圓周運動,練習2 飛車走壁,摩托車飛車走壁，請分析受力情況，解釋現(xiàn)象,練習3,如圖為過山車軌道的一部分，若要使車廂能安全通過圓形軌

9、道，車廂應從多高處釋放？不計一切摩擦與阻力。,,,,,R,,,,,h？,實際火車車輪與鐵軌模型,,,2、優(yōu)點,1、做圓周運動時向心力由哪些力提供？,摩擦力、輪緣與鐵軌間的彈力的合力提供,3、缺點,結構簡單，便于實現(xiàn),輪緣與鐵軌有擠壓，車輪與鐵軌都有磨損,墊高外軌,利用支持力的分力提供一部分向心力，達到“供需”平衡。,2、優(yōu)點,1、做圓周運動時向心力由哪些力提供？,3、缺點,可以減少對摩擦力的需要,需要改造鐵路，設計施工難度大,討論,3、