生活中的圓周運動

1、生活中的圓周運動生活中的圓周運動復習回顧：復習回顧：1、向心力及公式：、向心力及公式：VmRmRVmF22向2、向心加速度：、向心加速度：VRRVmFa22向向3、處理圓周運動問題的基本思路：、處理圓周運動問題的基本思路：1）明確明確受力受力情況、找到向心力的情況、找到向心力的來源來源；2）找到圓周運動的圓平面，確定）找到圓周運動的圓平面，確定圓心圓心找到找到半徑半徑，利用利用向心力公式向心力公式列方程求解列方程求解材料一：幾位同學放學回家，途徑一段彎材料一：幾位同學放學回家，途徑一段彎曲的鐵路，正好看到一列火車從前方開去，曲的鐵路，正好看到一列火車從前方開去，趨于好奇，考察了軌道，發(fā)現：趨于

2、好奇，考察了軌道，發(fā)現：從火車行從火車行駛方向看過去外側軌道的內側緣很光亮，駛方向看過去外側軌道的內側緣很光亮，內側軌道的內側緣較模糊，它與沒有火車內側軌道的內側緣較模糊，它與沒有火車走過的軌道的情形幾乎相同，為探究其原走過的軌道的情形幾乎相同，為探究其原因，因，他們查閱了資料他們查閱了資料,總結了產生這種現象總結了產生這種現象的原因。的原因。要用所學的物理知識來探究這一現象，要用所學的物理知識來探究這一現象，你們打算如何進行？你們打算如何進行？ 火車處側軌道內側緣很光亮，內側軌道火車處側軌道內側緣很光亮，內側軌道內側內側緣緣較模糊的原因。較模糊的原因。分析、明確要解決的中心問題是什么？分析、

3、明確要解決的中心問題是什么？ 應用物理原理解決實際問題通常應用物理原理解決實際問題通常按什么思路進行？按什么思路進行？問題問題1 1、火車軌道及車輪有火車軌道及車輪有何結構特征？何結構特征？對實際問題建立模型對實際問題建立模型方法：根據問題提供的信息和生活體方法：根據問題提供的信息和生活體驗對實物進行抽象、簡化。驗對實物進行抽象、簡化。對實際問題進行抽象提煉并建立模型對實際問題進行抽象提煉并建立模型水平軌道模型水平軌道模型彎曲軌道模型彎曲軌道模型火車模型火車模型問題問題2 2：外側軌道內側光亮的可能原因外側軌道內側光亮的可能原因是什么？火車在彎道上行駛屬于什么是什么？火車在彎道上行駛屬于什么類

4、型的物理問題？類型的物理問題？提出問題、猜想假設提出問題、猜想假設問題問題3 3：解決問題要用到哪些物理知解決問題要用到哪些物理知識，切入點在哪里？，按什么程序進識，切入點在哪里？，按什么程序進行研究？行研究？制定研究計劃與方案制定研究計劃與方案FNGhLRF合合收集信息收集信息hL分析與論證分析與論證歸納總結：歸納總結：1、當、當 時，車輪對內、外側時，車輪對內、外側軌道均無側壓力。軌道均無側壓力。 LgRhV 2、當、當 時，車輪對外側軌道有時，車輪對外側軌道有側壓力，側壓力， 并且速度越大側壓力越大。并且速度越大側壓力越大。LgRhV 3、當、當 時，車輪對內側軌道有時，車輪對內側軌道有

5、側壓力，側壓力， 速度越大側壓力越小。速度越大側壓力越小。LgRhV 進一步反思：進一步反思： 出現上述現象的原因出現上述現象的原因 通過對上述問題的探究，通過對上述問題的探究，我們學會了什么？我們學會了什么？科學探究的程序：科學探究的程序：提出問題提出問題猜想假設猜想假設制定計劃與設計方案（設計實驗）制定計劃與設計方案（設計實驗）進行實驗與收集證據進行實驗與收集證據理論分析與論證理論分析與論證評估、交流、總結評估、交流、總結解決問題解決問題建立模型建立模型材料二：李明和他的父親一起駕車回材料二：李明和他的父親一起駕車回高淳，從寧高高速公路出口，途經雙高淳，從寧高高速公路出口，途經雙牌石的水平

6、轉盤而出了車禍。牌石的水平轉盤而出了車禍。請用所學知識和思路分析其原因；請用所學知識和思路分析其原因；FNGFfO寧高出口寧高出口減速慢行減速慢行2）交通部門有責任嗎？）交通部門有責任嗎？3）如果你是公路的設計師，你可以怎）如果你是公路的設計師，你可以怎樣改正？樣改正？R 同學們體會過乘車同學們體會過乘車奔馳奔馳在高低不平在高低不平的丘陵地帶探險的滋味嗎？的丘陵地帶探險的滋味嗎？VRRAB你現在正處于你現在正處于A A或或B B地，有何感覺？地，有何感覺？FNmgRmVmgFN2mgFN人車處于超重狀態(tài)人車處于超重狀態(tài)向心力方程：向心力方程：RmVFmgN2FNVmg2）當當 時，時，FN=0

7、， 汽汽車將脫離路面，發(fā)生危險車將脫離路面，發(fā)生危險 ，人，人車做拋體運動，處于車做拋體運動，處于完全失重完全失重。gRV 1）當）當 時，時，FNmg ，人車處于人車處于失重狀態(tài)失重狀態(tài)。 gRV 0向心力方程：向心力方程：拓展與思考：拓展與思考：汽車能通過圓形軌道的最高點嗎？汽車能通過圓形軌道的最高點嗎？R聯想：過山車上的人為什么不會聯想：過山車上的人為什么不會掉下來掉下來三、豎直平面內的圓周運動問題：三、豎直平面內的圓周運動問題：在最高點的向心力方程：在最高點的向心力方程：RmVmgFN2若若FN=0時，時，RmVmg2即：即：gRV 過最高點的條件：過最高點的條件：gRV 模型一：模型

8、一：輕繩連小球在豎直平面內的輕繩連小球在豎直平面內的圓周運動問題圓周運動問題最低點的向心力方程：最低點的向心力方程：RmVmgFN2拓展應用：拓展應用：同類模型：同類模型：小球在光滑豎直的圓弧小球在光滑豎直的圓弧軌道上的圓周運動。軌道上的圓周運動。問題思考：問題思考：若輕桿連小球在豎直平面若輕桿連小球在豎直平面內做圓周運動呢？試對最高點進行研內做圓周運動呢？試對最高點進行研究？究？模型二：輕桿連小球在堅直平面內的模型二：輕桿連小球在堅直平面內的圓周運動：圓周運動：最高點有兩種情況：最高點有兩種情況：RmVmgFN2RmVmgFN2若若FN=0時，時，RmVmg2即：即：gRV 則：桿對小球無作

9、用力則：桿對小球無作用力當當gRV 時時 桿對球的作用力為拉力桿對球的作用力為拉力當當gRV 時時 桿對球的作用力為支持力桿對球的作用力為支持力過最高點的條件是：過最高點的條件是：V0同類模型：同類模型：小球通過光滑豎直的圓形小球通過光滑豎直的圓形管道管道 問題問題1 1：航天器在宇宙空間做何種運：航天器在宇宙空間做何種運動？以神舟六號飛船為例，說明做這動？以神舟六號飛船為例，說明做這種運動的原因？種運動的原因？問題問題2：若以宇航員為研究對象，其：若以宇航員為研究對象，其受力情況如何？受力情況如何？四、四、航天器中的失重現象：航天器中的失重現象：1、特點：物體對支承面或懸掛物的、特點：物體對

10、支承面或懸掛物的作用力為作用力為0，處于完全失重狀態(tài)。，處于完全失重狀態(tài)。2、原因：中心天體（如地球）對航、原因：中心天體（如地球）對航天器的引力全部提供向心力天器的引力全部提供向心力問題問題3：物體做勻速圓物體做勻速圓周運動的周運動的條件條件是什么？是什么？問題問題4 4：合外力的大小合外力的大小滿足什么滿足什么規(guī)律規(guī)律？rVmrmFF22向合問題問題5：猜想一個原本做勻猜想一個原本做勻速圓周運動的物體條件突然速圓周運動的物體條件突然改變，如：速度變化或受力改變，如：速度變化或受力變化，結果會怎樣呢？變化，結果會怎樣呢？觀察實驗觀察實驗問題問題6：通過實驗觀察總結什么通過實驗觀察總結什么是是

11、離心運動離心運動？問題問題7：勻速圓周運動的物體做勻速圓周運動的物體做離心運動離心運動的的條件條件是什么？是什么？問題問題8：物體逐漸遠離是沿物體逐漸遠離是沿“半半徑方向徑方向”還是沿還是沿“切線方向切線方向”？四、四、離心現象及應用離心現象及應用1、做勻速圓周運動的物體，在一、做勻速圓周運動的物體，在一定條件下，做逐漸遠離圓心的運動，定條件下，做逐漸遠離圓心的運動，這種運動叫這種運動叫離心運動離心運動2 2、做離心運動的條件：、做離心運動的條件： 做勻速圓周運動的物體，在做勻速圓周運動的物體，在“合外力突然消失合外力突然消失”或者或者“不足以不足以提供圓周運動所需要的向心力提供圓周運動所需要

12、的向心力”時，時，就逐漸遠離圓心做離心運動。就逐漸遠離圓心做離心運動。問題問題9：汽車在水平公路上汽車在水平公路上轉彎時要轉彎時要注意注意什么？理由何什么？理由何在？在？ 為了盡可能減少交通事故，為了盡可能減少交通事故，交通部門做了什么工作？交通部門做了什么工作？問題問題1010：汽車駛過半徑為汽車駛過半徑為10m10m的凸橋頂點時的最大速度的凸橋頂點時的最大速度是是 。為什么不能超。為什么不能超過這一速度？過這一速度？總結一下前面兩問題的處總結一下前面兩問題的處理思路是什么？理思路是什么？1）分析物體做圓周運動的）分析物體做圓周運動的向心力的向心力的來源來源；2）分析外界對物體）分析外界對物體可能提可能提供的向心力（供的向心力（F實實）與與物體實物體實際需要的向心力（際需要的向心力（F需需）之間之間的關系。的關系。問題問題11：前面兩問題中汽車前面兩問題中汽車的速度超過限度都會做離心的速度超過限度都會做離心運動，運動，是因為受到遠離圓心是因為受到遠離圓心方向的力嗎？方向的力嗎？問題問題12 12：舉出在日常生活中：舉出在日常生活中應用離心運動的實例：應用離心運動的實例： 如：洗衣機、離心式抽水機、離心如：洗衣機、離心式抽水機、離心沉淀器沉淀器問題問題13、外界對物體、外界對物體可能提供可能提供