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生活中的圆周运动

生活中的圆周运动

1圆周运动

课堂上这样定义圆周运动,它是指物体沿着圆周的运动,即物体运动的轨迹是圆的运动。日常生活中,电风扇工作时叶片上的点、时钟指针的尖端、田径场弯道上的运动员等,都在做圆周运动。科学研究中,大到地球围绕太阳的运动,小到电子围绕原子核的运动,均是用圆周运动的规律来研究。

圆周运动是以向心力为物体提供运动动力时所需要的加速度,向心力就是把运动物体拉向圆形轨迹的中心点,即改变物体运动速度的方向,也就是说正是因为向心力的存在,才迫使物体不在遵守牛顿第一定律惯性地进行直线运动。物体作圆周运动必须满足两个条件,一是物体具有初始速度;二是物体受到一个大小不变、方向与物体运动速度方向始终垂直并且指向圆心,即存在向心力。圆周运动分为变速圆周运动和匀速圆周运动,这里强调一点的是匀速圆周运动中速度的方向是不断变化的,即匀速圆周运动实际上是变速运动,匀速只是速率保持不变。

2圆周运动实例分析

2.1火车弯道

车转弯时是典型的圆周运动实例,我们知道火车的车轮上有突出的轮缘,如果铁路弯道的内外轨一样高,外侧车轮的轮缘挤压外轨。使外轨发生弹性形变,外轨对轮缘的弹力就是火车转弯时作圆周运动

所提供的的向心力。但是,火车质量太大缘故,若内外轨高度一致,以此办法获得向心力会对轮缘和外轨间的相互作用力太大,铁轨和车轮极易受损。因此,实际修建铁路时一般会使火车的内外轨有一定的高度差,利用重力和铁轨对物体的支持力的合力提供部分的向心力,以避免铁轨的损坏。

若设火车的轨道间距为L,两轨高度差为h,转弯时半径为r,行驶的火车质量为m,两轨所在平面与水平面之间的夹角为θ,则火车转弯时所需要的向心力F完全由重力mg和支持力FN的合力提供,由此达到这个限定速度就是火车转弯时为了避免铁轨磨损而规定的速度,只有转弯时小于这个速度时重力和支持力的合力大于火车所需的向

心力,内轨向外轨方向挤压内侧车轮,以抵消多余部分的力使其合力等于向心力。

2.2公路弯道

生活中的公路上转弯处常常把道路筑成外侧高、内侧地,一般呈现出单向横坡的形状,大家了解这其中的原因吗?汽车在公路上转弯时可视为圆周运动,转弯时所需的向心力是由地面对车轮的侧向静摩擦力来提供,但是由于不能使路面的粗糙程度增大从而增大摩擦力来提供向心力的缘故,人们也利用到了汽车的重力的一个分力,提供一定程度的向心力,从而使汽车顺利转弯,并且也有效保护公路的路面。若设汽车的质量为m,车轮与地面的动摩擦因数为u,转弯时汽车的速度为v,转弯半径为R,则有从上式公式可以看出,若汽车转弯时速度过大,静摩擦力不足以提供向心力时,汽车将做离心运动而发生危险。

日常生活中汽车转弯的时候一般都在减速,也限制了汽车的高速行驶。所以修筑公路时,尤其是转弯处将路面适当向内侧倾斜,使汽车所受重力和路面对汽车的摩擦力的合力提供向心力,使汽车在速度较大时

仍能安全转弯。

2.3天体运动

“坐地日行八万里”就蕴含着地球自转,地球自转一天走了一周

相当于行走了8万里的路程。我国发射的嫦娥一号探月卫星,在由地

面发射后进入停泊轨道,再经过调速后进入地月轨道,再次调速后进

入工作轨道,完成对地球的科研探测实验。嫦娥一号探月卫星在停泊轨道和工作轨道的运动均可视为匀速圆周运动。宇宙中不同的天体每秒每分都在不停的运动,一般我们会将天体的这种运动看成是匀速圆周运动。作圆周运动的天体时的向心力由万有引力来提供。

另外,在地球表面或地面附近的物体所受的重力等于地球对物体的引力,即上式在不知地球质量的情况下可用其半径和表面的重力加

速来表示,此式在天体运动问题中经常应用,称为黄金代换。

天体每时每刻均在做圆周运动,探究这种运动的实质就是抓住万有引力和圆周运动的两个知识点,从而有规律可依,有方向可循。掌

握好圆周运动中诸如环绕天体的线速度、角速度、周期、加速度等运动学物理量,对于我们国家发射的卫星,如嫦娥系列的探月工程,还

是北斗系列的导航工程,是极其重要的。

3结语

圆周运动的实例还有很多,像家中的钟表、洗衣机等身边圆周运

动例子举不尽,而且与我们现实生活联系紧密,用熟悉的实例去联系知识点,会给我们学习带来莫大的帮助。我们中学生应该在课堂上学习完相关知识后,注重与生活联系起来,用身边的熟悉实例去解释和总结规律,这样让物理学习更容易接受,更容易去理解。

浅谈圆周运动在生活中的应用

浅谈圆周运动在生活中的应用 圆周运动在生活中是很常见的,它的应用也很十分广泛。首先,根据几何学,周长相同时,圆的面积比其他任何形状的面积都大,相同数量的材料要做成容积最大的东西,就是做成圆柱形。自来水管、煤气管、下水道井盖等,就是这一原理的应用。 应用1. 圆周上的每个点到圆心的距离是一样的,这个原理被用到汽车轮胎上,使得汽车能够平稳行驶。 应用2. 从力学角度讲,圆形四周受力是一样的。蒙古包就是应用这个原理,蒙古包的顶是天穹式,呈圆形,木架外边用白羊毛毡覆盖,因为他是圆形,立在草原上,大风雪阻力小,地震也不容易变形。应用3. 汽车过拱形桥:也可看作圆周运动,桥对车的支持力为,又因为汽车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对作用力和反作用力,大小相等,所以压力大小也相等。汽车过凹形桥:也可看作圆周运动,桥对车的支持力为,因为汽车对桥的压力和桥对汽车的支持力是一对作用力和反作用力,所以压力大小也相等。 应用4. 航天器中的失重现象:有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远,从而摆脱了地球引力,这是错误的。正是由于地球引力的存在,才使航天器连同其他的乘员有可能做环绕地球的圆周运动。这里的分析仅仅针对圆轨道而言。其实任何关闭了发动机,又不受阻力的飞行器的内部,都是一个完全失重的环境。例如向空中任何方向抛出的容器,其中的所有物体都处于失重状态。 应用5. 游乐场的摩天轮的离心运动:做圆周运动的物体,由于惯性,

总有沿着切线方向飞去的倾向。但它没有飞去,这是因为向心力在“拉着”它,使它与圆心的距离保持不变。一旦受力突然消失,物体就沿切线方向飞去。除了向心力突然消失这种情况,在合力不足以提供所需的向心力时,物体虽然不会沿切线飞去,也会逐渐远离圆心,称为离心运动。

高一物理生活中的圆周运动以及模型

高一物理生活中的圆周运动以及模型高一物理生活中的圆周运动以及模型 圆周运动在我们的生活中无处不在。从地球公转的运动,到车轮不断旋转的场景,都是我们日常所接触到的圆周运动案例。那么,我们应该如何通过模型来更好地了解圆周运动呢?在本文中,将为大家详细介绍圆周运动及其模型。 一、圆周运动的基本概念 圆周运动是指一个物体绕着同心圆运动的过程。其中,物体的运动轨迹为圆周,圆心为轴心。在物体绕着同心圆运动的过程中,可以比较清晰地看到运动的周期性、旋转方向、角速度等特征。 二、圆周运动的公式 对于圆周运动,我们可以通过以下公式来进行计算 1. 圆周运动的速度公式:v = 2πr÷T 其中,v为速度,r为圆周半径,T为周期 2. 圆周运动的角速度公式:ω = 2π÷T 其中,ω为角速度,T为周期 3. 圆周运动的向心加速度公式:a = v²÷r 或a = ω²r 其中,a为向心加速度,v为速度,r为圆周半径,ω为角速度

三、圆周运动的模型 1. 均匀圆周运动模型 均匀圆周运动指的是物体沿着半径相等且时间相等的圆弧运动的过程。在这种情况下,物体在同一段时间内所旋转的角度相同,角速度不变,速度也不变。因此,我们可以通过简单的公式计算出速度、角速度等。 2. 非均匀圆周运动模型 非均匀圆周运动指的是物体沿着半径不等或时间不等的圆弧运动的过程。由于半径、时间的不同,物体在相同时间内所旋转的角度就会不同,角速度也会发生变化。因此,我们需要更加复杂的公式来计算速度、角速度等。 四、圆周运动的应用 1. 摩托车甩尾 摩托车甩尾是一种基于圆周运动的极限运动。通过使摩托车侧滑时绕 圆周运动,骑手可以通过调整路线,达到加速或者刹车等目的。 2. 银河系环形摆动 在银河系中,恒星和气体等物体绕着银河系中心旋转,这就是一种基 于圆周运动的现象。而由于各种因素的干扰,这种圆周运动会产生摆动,产生银河系的环形构造。这为我们研究宇宙结构构造提供了重要 线索。

生活中的圆周运动

生活中的圆周运动 圆周运动在我们日常生活中十分常见,无论是机械装置、自然界还是人体运动,都离不开它。所谓圆周运动,就是物体沿着圆形轨迹运动的过程,如地球环绕太阳的公转、日出日落等等,下面我们将从多个方面介绍生活中的圆周运动。 首先是机械装置方面。打开电风扇,扇叶迅速转动,形 成一股持续的风。这其中便涉及到了圆周运动,电机的转子沿着圆形轨道做匀速旋转,带动轴承旋转,轴承再带动扇叶旋转,最终形成风的效果。同样的,喜欢骑自行车的人应该会知道,车轮也是一个圆周运动,骑车人踩踏着脚蹬使得齿轮转动,带动车轮也开始转动,完成一次圆周运动。在汽车轮胎上也能看到同样的场景,油门踩下去,汽车四个轮子开始快速转动,形成前进的动力。 其次,是自然界中的圆周运动。最为显著的,就是天体 间的圆周运动。例如地球在公转运动时,它沿着一个近似圆形的轨道围绕着太阳运动。同时地球也在自转运动,因此地球的一天就是绕着自身轴线旋转一圈。卫星也是一种常见的圆周运动,如我们的手机信号就是通过卫星信号来实现传递的。此外,在日常生活中,我们还能看到一些个体动物的运动也和圆周运动相关。如鱼在水中游动,其鱼鳃不断运动,形成一系列的圆周运动,以吸取氧气和排出二氧化碳。还有蜻蜓在空中盘旋的场景,蜻蜓的翅膀以一定的节律做匀速转动,循环往复形成圆周运动,这样他们可以在空中滞留很长时间,以觅食或寻找配偶。

最后说说人体运动中的圆周运动。体育运动中,许多动作也包含了圆周运动。如乒乓球运动员发球时,球拍以一定速度进行圆周运动,以及拳击运动员练习搏击时,拳头沿着特定的轨迹进行圆周运动以造成打击,动作优雅婀娜。健身操中也有很多圆周运动的练习动作,如旋转木马、大股腿等等。 总而言之,圆周运动是我们生活中不可缺少的一部分。从机械装置、自然界到人体运动,它的影响无处不在。通过对圆周运动的分析,我们可以深入了解事物的本质以及一些自然规律,这对于我们的生活和工作都是非常有帮助的。

高中物理 专题5.7 生活中的圆周运动(讲)(基础版)(含解析)

5.7 生活中的圆周运动 ※知识点一、火车转弯问题 1.火车车轮的特点 火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨上运行时,车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面,这种结构特点,主要是避免火车运行时脱轨,如图所示。 2.火车弯道的特点 弯道处外轨高于内轨,火车在行驶过程中,重心高度不变,即火车的重心轨迹在同一水平面内,火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心。 3.火车转弯的向心力来源 火车速度合适时,火车只受重力和支持力作用,火车转弯时所需的向心力完全由支持力和重力的合力来提供。如图所示。 4.轨道轮缘压力与火车速度的关系 (1)当火车行驶速率v等于规定速度v0时,内、外轨道对轮缘都没有侧压力。 (2)当火车行驶速度v大于规定速度v0时,火车有离心运动趋势,故外轨道对轮缘有侧压力。 (3)当火车行驶速度v小于规定速度v0时,火车有向心运动趋势,故内轨道对轮缘有侧压力。★特别提醒: 汽车、摩托车赛道拐弯处,高速公路转弯处设计成外高内低,也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力,以减小车轮与路面之间的横向摩擦力。 ★思考与讨论 1、火车转弯时的运动是圆周运动,分析火车的运动回答下列问题: (1)如果轨道是水平的,火车转弯时受到哪些力的作用?需要的向心力由谁来提供? (2)靠这种方式迫使火车转弯有哪些危害?如何改进? 提示: (1)火车受重力、支持力和外轨对火车的弹力,弹力提供火车转弯所需的向心力. (2)由于火车质量很大,转弯时需要的向心力很大,容易造成对外轨的损坏,同时造成火车脱轨.可以把弯道处建成外高内低的斜面,由重力和支撑力的合力提供合心力. 2、如图为火车在转弯时的受力分析图,试根据图讨论以下问题: (1)设斜面倾角为θ,转弯半径为R,当火车的速度为多大时铁轨和轮缘间没有弹力,向心力完全由重力与支持力的合力提供? (2)当火车行驶速度v>v0=gR tan θ时,轮缘受哪个轨道的压力?当火车行驶速度v

生活中的圆周运动

生活中的圆周运动 1圆周运动 课堂上这样定义圆周运动,它是指物体沿着圆周的运动,即物体运动的轨迹是圆的运动。日常生活中,电风扇工作时叶片上的点、时钟指针的尖端、田径场弯道上的运动员等,都在做圆周运动。科学研究中,大到地球围绕太阳的运动,小到电子围绕原子核的运动,均是用圆周运动的规律来研究。 圆周运动是以向心力为物体提供运动动力时所需要的加速度,向心力就是把运动物体拉向圆形轨迹的中心点,即改变物体运动速度的方向,也就是说正是因为向心力的存在,才迫使物体不在遵守牛顿第一定律惯性地进行直线运动。物体作圆周运动必须满足两个条件,一是物体具有初始速度;二是物体受到一个大小不变、方向与物体运动速度方向始终垂直并且指向圆心,即存在向心力。圆周运动分为变速圆周运动和匀速圆周运动,这里强调一点的是匀速圆周运动中速度的方向是不断变化的,即匀速圆周运动实际上是变速运动,匀速只是速率保持不变。 2圆周运动实例分析 2.1火车弯道 车转弯时是典型的圆周运动实例,我们知道火车的车轮上有突出的轮缘,如果铁路弯道的内外轨一样高,外侧车轮的轮缘挤压外轨。使外轨发生弹性形变,外轨对轮缘的弹力就是火车转弯时作圆周运动

所提供的的向心力。但是,火车质量太大缘故,若内外轨高度一致,以此办法获得向心力会对轮缘和外轨间的相互作用力太大,铁轨和车轮极易受损。因此,实际修建铁路时一般会使火车的内外轨有一定的高度差,利用重力和铁轨对物体的支持力的合力提供部分的向心力,以避免铁轨的损坏。 若设火车的轨道间距为L,两轨高度差为h,转弯时半径为r,行驶的火车质量为m,两轨所在平面与水平面之间的夹角为θ,则火车转弯时所需要的向心力F完全由重力mg和支持力FN的合力提供,由此达到这个限定速度就是火车转弯时为了避免铁轨磨损而规定的速度,只有转弯时小于这个速度时重力和支持力的合力大于火车所需的向 心力,内轨向外轨方向挤压内侧车轮,以抵消多余部分的力使其合力等于向心力。 2.2公路弯道 生活中的公路上转弯处常常把道路筑成外侧高、内侧地,一般呈现出单向横坡的形状,大家了解这其中的原因吗?汽车在公路上转弯时可视为圆周运动,转弯时所需的向心力是由地面对车轮的侧向静摩擦力来提供,但是由于不能使路面的粗糙程度增大从而增大摩擦力来提供向心力的缘故,人们也利用到了汽车的重力的一个分力,提供一定程度的向心力,从而使汽车顺利转弯,并且也有效保护公路的路面。若设汽车的质量为m,车轮与地面的动摩擦因数为u,转弯时汽车的速度为v,转弯半径为R,则有从上式公式可以看出,若汽车转弯时速度过大,静摩擦力不足以提供向心力时,汽车将做离心运动而发生危险。

生活中的圆周运动

第7节生活中的圆周运动 1.火车转弯处,外轨略高于内轨,使得火车所受支持力和重力的 合力提供向心力。 2.汽车过拱形桥时,在凸形桥的桥顶上,汽车对桥的压力小于 汽车重力,汽车在桥顶的安全行驶速度小于gR ;汽车在凹 形桥的最低点处,汽车对桥的压力大于汽车的重力。 3.绕地球做匀速圆周运动的航天器中,宇航员具有指向地心的向心加速度,处于失重状态。 4.做圆周运动的物体,当合外力突然消失或不足以提供向心力时, 物体将做离心运动。 1.铁路的弯道 (1)火车在弯道上的运动特点:火车在弯道上运动时做圆周运动,因而具有向心加速度,由于其质量巨大,需要很大的向心力。 (2)转弯处内外轨一样高的缺点:如果转弯处内外轨一样高,则由外轨对轮缘的弹力提供向心力,这样铁轨和车轮极易受损。 (3)铁路弯道的特点: ①转弯处外轨略高于内轨。 ②铁轨对火车的支持力不是竖直向上的,而是斜向弯道内侧。 ③铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心,它提供了火车做圆周运动的向心力。 2.拱形桥 (1)向心力来源(最高点和最低点):汽车做圆周运动,重力和桥面的支持力的合力提供向心力。 (2)动力学关系: ①如图5-7-1所示,汽车在凸形桥的最高点时,满足的关系为mg -F N =m v 2R ,F N =mg -m v 2 R ,由牛顿第三定律可知汽车对桥面的压力大小

等于支持力,因此汽车在凸形桥上运动时,对桥的压力小于重力。当 图5-7-1 v =gR 时,其压力为零。 ②如图5-7-2所示,汽车经过凹形桥的最低点时,F N -mg =m v 2R ,F N =mg +m v 2 R ,汽车对桥面的压力大小F N ′=F N 。 图5-7-2 汽车过凹形桥时,对桥的压力大于重力。 3.航天器中的失重现象 (1)航天器在近地轨道的运动: ①对于航天器,重力充当向心力, 满足的关系为mg =m v 2 R ,航天器的速度v =gR 。 ②对于航天员,由重力和座椅的支持力提供向心力,满足的关系为mg -F N =m v 2 R 。 由此可得F N =0,航天员处于失重状态,对座椅无压力。 (2)对失重现象的认识:航天器内的任何物体都处于完全失重状态,但并不是物体不受重力。正因为受到重力作用才使航天器连同其中的乘员环绕地球转动。 [重点诠释] 火车转弯的有关问题 (1)转弯时的圆周平面:虽然外轨略高于内轨,但整个外轨是等高的, 整个内轨也是等高的,因而火车在行驶过程中,火车的重心高度不变,即火车重心的轨迹在同一个水平面内。故火车做圆周运动的圆周平面是水平面,而不是斜面,火车的向心加速度和向心力均是沿水平方向指向圆心。 (2)速度与轨道压力的关系: ①当火车行驶速度v 等于规定速度v 0时,所需向心力仅由重力和弹力的合力提供,此时内外轨道对火车无挤压作用。 ②当火车行驶速度v 与规定速度v 0不相等时,内外轨道对火车轮缘有挤压作用,具体情况如下: a .当v >v 0时,外轨道对轮缘有侧压力。 b .当v

生活中的圆周运动(知识点总结)

生活中的圆周运动 一、火车转弯问题 外轨略高于内轨,使得火车所受重力和支持力的合外力F N 提供向心力。 (1)当v =0v 时,内外轨均不受侧向挤压的力 (2)当v >0v 时,外轨受到侧向挤压的力 (3)当v <0v 时,内轨受到侧向挤压的力 二、拱形桥 若汽车在拱桥上以速度v 前进,桥面的圆弧半径为R (1)求汽车过桥的最高点时对桥面的压力? a .选汽车为研究对象 b .对汽车进行受力分析:受到重力和桥对车的支持力 c .上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下 d .建立关系式: 速度越快,压力越小。当 F N =0时,向心力最大= G 。 (2)求汽车过桥的最低点时对桥面的压力? 速度越快,压力越大。 说明:上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动,我们仍使用了匀速圆周运动的公式,原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。 三、航天器中的失重现象 (1 )、航天器中的宇航员的向心力由引力和支持力的合力提供,方向竖直向下 (2)、宇航员具有竖直向下的加速度,对座椅的压力小于重力,处于失重状态。 注意:准确地理解失重和超重的概念,并不是重力消失,而是与它接触物体的拉力或压力不等于重力的现象。

四、竖直平面内的圆周运动 (1)绳模型 最高点:2 1mv T +mg =r 最低点:2 2mv T -mg =r 说明:绳子只要存在拉力,则小球一定能通过最高点。当只存在重力作为向心力的时候向心力最 小,令2 mv mg =r ,解得临界速度v = v > (2)杆模型 (2 1 mv mg -T'= , v r 【拉力】 (2 mv mg = , v = r 【只有重力】 最低点:2 2mv T -mg =r 五、离心运动 1、物体做离心运动的条件: 合外力合外力突然消失,或不足以提供所需的向心力。 2、离心运动 做匀速圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或者不足以提供所需的向心力情况下,做逐渐远离圆心的运动,这种运动叫做离心运动。 2 1 1' 2 1

高中物理《生活中的圆周运动》优质课教案、教学设计

教学设计 【课堂互动】 一、火车转弯问题: 火车转弯是一段圆周运动,需要有力来提供火车做圆周运动的向心力。 [问题1] 如果内、外轨是等高的,那么火车转弯时是如何获得向心力的? [问题2] 高 速行驶的火 车的轮缘与铁轨挤压,后果会怎样? 例题1 :一辆火车机车,质量为500 吨,机车以 144 Km/h 的速度:驶过一段水平弯道(内外轨道一 样高),弯道可以看成圆弧形,圆弧的半径100m,

试回答下列问题:(不计摩擦力) (1)机车在水平弯道上行驶时的向心力由什么力提供? (2)车轮轮缘对外侧铁轨的侧向压力为多少? [问题3]通过以上计算,火车如果在水平弯道(内外轨道一样高)上转弯时,会对外侧轨道产生巨大的侧向推力,这 样会加速铁轨的磨损和老化,对于行车安全存在 极大隐患。请同学们思考,要减小这个侧向推力,可以采取那些可行的措施?结合学过的知识加以讨论,提出可行的解决方案,并画出受力图,加以定性说明。(可结合课本25 页练习2) [问题4] 设列车两轮间的距sin θ≈tanθ 离为L,转弯处圆弧形轨道半径为R。若施工时设计外侧轨道比内侧轨道高h(h<

[问题5]讨论当火车行驶速度大于或小于规定的行驶速度时,向心力的来源情况。思考汽车在水平路面上转弯时是怎样获得向心力的? 二、汽车过桥问题: 拱形桥是常见的一种桥梁,我们知道车辆在水平路面上行驶时,车对地面的压力等于自身的重力,那么当车辆经过拱桥顶端时,对桥

,并 指出 面的压力是否等于自身的重力呢?根据所学的知识,通过计算说明; 汽车过桥可以看做是一个局部圆周运动。在最高点或最低点,合力指 向圆心。 1、汽车过拱形桥(只分析在最高点) [问题 6] 设拱形桥面所在圆的半径为 R ,汽车质量 为 m ,在最高点的速度为 v ,推导出汽车对桥面的压力 汽车对 桥的压力比自身的重力大些还是小些? [问题 7] 若车速过大,会对行车安全造成哪些不利影响?若速度超过一定值,会出现什么现象? 并讨论危害。 2、汽车过凹形桥(只分析在最低点)

生活中的圆周运动教学反思8篇

生活中的圆周运动教学反思8篇 生活中的圆周运动教学反思8篇 身为一名到岗不久的人民教师,我们的工作之一就是课堂教学,教学反思能很好的记录下我们的课堂经验,那么写教学反思需要注意哪些问题呢?以下是小编整理的生活中的圆周运动教学反思,希望能够帮助到大家。 生活中的圆周运动教学反思1 《生活中的圆周运动》是《曲线运动》的最后一节,在第一课时的教学中,主要分析了火车过弯道,汽车过拱形桥这两个案例,通过对这两个案例的分析,使学生深入理解圆周运动的规律,并结合日常生活中的某些生活体验,加深物理知识在头脑中的印象。本节课基本达到了学习目标。在知识和能力方面:学生基本学会了分析常见圆周运动向心力的来源,掌握了向心力公式的运用;在过程和方法方面:通过合作探究,注意提高学生的团队意识,提高了学生综合应用知识解决问题的能力;在情感态度与价值观方面:激发学生的学习兴趣,注意培养学生理论解决问题的能力。 授完圆周运动的案例分析,通过课后与学生交谈和自己的思考,现将本节课教学反思总结如下: 本节课的做的较好的方面有: 第一:引入新课自然流畅,在复习了向心力、向心加速度等知识以后,让学生进一步巩固匀速圆周运动物体力与运动的关系:做匀速圆周运动的物体一定有向心力,且mv2F?这时,列举一些做匀速圆周运动物体的案例:火车翻车,汽车弯道、过山车(最高点)等。这些做圆周运动物体的向心力是什么力,它的大小跟描述圆周运动量之间有怎样的关系呢?利用问题带领学生进入新课学习。这样引入新课能够激发学生的学习兴趣,引入流畅自然。 第二:引导学生思考,拓展知识时,启发式教学应用恰当。本课在引入新课后对圆周运动的向心力从供求两个方面分析,圆周运动需要向心力,需要的向心力由物体受到的合外力提供;圆周运动是由每

圆周运动在生活中的应用

圆周运动在生活中的应用 一、教学目标 1.能定性分析火车转弯外轨比内轨高的原因 2.知道离心运动及产生的条件,了解离心运动的应用和防止 二、教学重难点 1.理解向心力是一种效果力. 2.在具体问题中能找到是谁提供向心力的,并结合牛顿运动定律求解有关问题. 课时一 弯道问题 教学过程: 环节一:火车转弯问题,介绍轨道 火车车轮的结构特点:火车的车轮有凸出的轮缘,且火车在轨道上运动时,有凸出轮缘的一边在两轨道内侧,这种结构特点,主要是有助于固定火车运动的轨迹 。如下图所示。 环节二:结合运动,受力分析 如果转弯处内外轨一样高 ,外侧车轮的轮缘挤压外轨,使外轨发生弹性形变,外归队轮圆的弹力就是火车转弯的向心力。 但火车质量太大,靠这种办法得到向心力,轮缘与外轨间的相互作用力太大,铁轨和车轮极易受损。 如果在转弯处使外轨略高于内轨,火车转弯时铁轨对火车的支持力的方向不再是竖直的,而是斜向弯道的内侧,它与重力G 的合力指向圆心,为火车转弯提供了一部分向心力。这就减轻了轮缘与外轨的挤压。在修筑铁路时,要根据弯道的半径和规定的行驶速度,适当选择内外轨的高度差,时转弯时所需的向心力几乎完全有重力G 和支持力N F 的合力来提供(如图) 设内外轨间的距离为L ,内外轨的高度差为h ,火车转弯的半径为R ,火车转弯的规定速度为 0v 。由上图所示力的合成的向心力为 G F 合 F N

合F =mgtan α≈mgsin α=mg L h 由牛顿第二定律得:合F =m R v 2 所以 mg L h =m R v 20 即火车转弯的规定速度 0v = L Rgh 。 环节三:分类讨论,分析转弯情况 对火车转弯时速度与向心力的讨论: 当火车以规定速度转弯时,合力F 等于向心力,这时轮缘与内外轨均无侧压力。 当火车转弯速度大于规定速度时,该合力F 小于向心力,外轨向内挤压轮缘,提供侧压力,与F 共同充当向心力。 当火车转弯速度小于规定速度时,该合力F 大于向心力,内轨向外挤压轮缘,产生的侧压力与合共同充当向心力。 课时二 离心现象 教学过程: 环节一:给出离心运动定义 (1)定义:作匀速圆周运动的物体,在所受合理突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力情况下,就做逐渐远离圆心的运动,这种运动叫做离心运动。 本质:离心运动是物体惯性的表现 如图所示: 向心力的作用效果是改变物体运动方向。 a 、如果它们受到合外力恰好等于物体所需的向心力,物体就做匀速圆周运动。此时合外力提供向心力。 b 、如果向心力突然消失(例如小球转动时绳子突然断裂),则物体的速度方向不再变化,由于惯性,物体将沿此时的速度方向(即切线方向)按此时的速度大小飞出。这时F =0。 c 、如果提供的外力小于物体做匀速圆周运动所需的向心力,虽然物体的速度方向还要变化,但速度方向变化较慢,因此物体偏离原来的圆周做离心运动。其轨迹为圆周和切线间的某条线,这时,合外力小于所需向心力。 环节二:结合实例,分析应用 F=0 F

高中物理生活中的圆周运动专题讲解

生活中的圆周运动 要点一、静摩擦力提供向心力的圆周运动的临界状态 要点诠释: 1、水平面上的匀速圆周运动,静摩擦力的大小和方向 物体在做匀速圆周运动的过程中,物体的线速度大小不变,它受到的切线方向的力必定为零,提供向心力的静摩擦力一定沿着半径指向圆心。这个静摩擦力的大小2f ma mr ω==向,它正比于物体的质量、半径和角速度的平方。 当物体的转速大到一定的程度时,静摩擦力达到最大值,若再增大角速度,静摩擦力不足以提供物体做圆周运动所需要的向心力,物体在滑动摩擦力的作用下做离心运动。 临界状态:物体恰好要相对滑动,静摩擦力达到最大值的状态。此时物体的角速度r g μω= (μ为 最大静摩擦因数),可见临界角速度与物体质量无关,与它到转轴的距离有关。 2、水平面上的变速圆周运动中的静摩擦力的大小和方向 无论是加速圆周运动还是减速圆周运动,静摩擦力都不再沿着半径指向圆心,静摩擦力一定存在着一个切向分量改变速度的大小。如图是在水平圆盘上的物体减速和加速转动时静摩擦力的方向:(为了便于观察,将图像画成俯视图) 【典型例题】 类型一、生活中的水平圆周运动 例1(多选)、(2015 安阳二模)如图所示,粗糙水平圆盘上,质量相等的A 、B 两物块叠放在一起,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( ) A . B 的向心力是A 的向心力的2倍 B .盘对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的2倍 C .A 、B 都有沿半径向外滑动的趋势 D .若B 先滑动,则B 对A 的动摩擦因数A μ小于盘对B 的动摩擦因数B μ 【答案】BC 【解析】因为A 、B 两物体的角速度大小相等,根据2n F mr ω=,因为两物块的角速度大小相等,转动半径相等,质量相等,则向心力相等;对A 、B 整体分析,22B f mr ω=,对A 分析,有2A f mr ω=,知盘对B 的摩擦力是B 对A 的摩擦力的2倍,则B 正确;A 所受的摩擦力方向指向圆心,可知A 有沿半径向外滑动的趋势,B 受到盘的静摩擦力方向指向圆心,有沿半径向外滑动的趋势,故C 正确; 对AB 整体分析,222B B mg mr μω=,解得: B B g r μω=,对A 分析,2A A mg mr μω=,解得A A g r μω= ,

生活中的圆周运动知识点

生活中的圆周运动知识点 生活中的圆周运动知识点 知识点概述 (一)知识与技能 1、理解线速度的概念,知道它就是物体做匀速圆周运动的瞬时速度、理解角速度和周期的概念,会用它们的公式进行计算。 2、理解线速度、角速度、周期之间的关系:v=rω=2πr/T 3、理解匀速圆周运动是变速运动。 (二)过程与方法 1、运用极限法理解线速度的瞬时性。 2、运用数学知识推导角速度的单位。 知识点总结 圆周运动的实例 1.实际运动中向心力来源的分析 (1)向心力是根据力的作用效果命名的,物体所受的某个力,或某个力的分力,或几个力的合力,只要能产生只改变物体速度的方向、不改变速度大小的效果,就是向心力,向心力肯定是变力,它的方向总在改变. (2)向心力来源于物体实际所受的外力,处理具体问题时,我们首先要明确物体受什么力,这些力有没有沿垂直于速度方向的分力,所有沿与速度方向垂直的分力都具有改变速度方向的作用效果,都将参与构成向心力. 2.变速圆周运动中特殊点的有关问题 (1)向心力和向心加速度的公式同样适用于变速圆周运动,求质点在变速圆周运动某瞬时的向心加速度的大小时,公式中的v(或ω)必须用该时刻的瞬时值. (2)物体在重力和弹力作用下在竖直平面内的变速圆周运动通常只研究两个特殊状态,即在轨道的最高点与最低点.在这两个位置时,提供向心力的重力、弹力及向心加速度均在同一竖直线上,向心力是弹

力与重力的代数和,在这两个位置时物体的速度、加速度均不同. 这类问题的特点是:由于机械能守恒,物体做圆周运动的速率时刻在改变,物体在最高点处的速率最小,在最低点处的速率最大。物体在最低点处向心力向上,而重力向下,所以弹力必然向上且大于重力;而在最高点处,向心力向下,重力也向下,所以弹力的方向就不能确定了,要分三种情况进行讨论。 (1)弹力只可能向下,如绳拉球。这种情况下有即,否则不能通过最高点。 (2)弹力只可能向上,如车过桥。在这种情况下有:,否则车将离开桥面,做平抛运动。 (3)弹力既可能向上又可能向下,如管内转(或杆连球、环穿珠)。这种情况下,速度大小v可以取任意值。但可以进一步讨论:①当时物体受到的弹力必然是向下的;当时物体受到的弹力必然是向上的;当时物体受到的弹力恰好为零。②当弹力大小F 3、圆锥摆 圆锥摆是运动轨迹在水平面内的一种典型的匀速圆周运动。其特点是由物体所受的'重力与弹力的合力充当向心力,向心力的方向水平。也可以说是其中弹力的水平分力提供向心力(弹力的竖直分力和重力互为平衡力)。 这篇有关生活中的圆周运动的高中物理知识点总结就和大家分享到这里了,愿大家都能学好物理! 高中物理学习方法之实验记忆法 物理实验能为学生学习物理提供符合认知规律的表象;能培养学生学习物理的兴趣,激发学生求知的欲望;使学生得到科学方法训练。例如:做一个覆杯实验,大气压存在的事实让学生久久不能忘怀;用弹簧测力计拉一个放在水平桌面上的毛刷,摩擦力的方向栩栩如生展现在学生面前。通过实验多种感觉器官将知识信息传入神经中枢进行思维加工,同时输出反馈信息、控制观察和操作器官,让学生获取更为广泛和深入的信息,从而达到加深理解和增强记忆的目的。实践证明:从实验中得到的知识比死记硬背学到的知识效果好得多,记忆准确、

(物理)物理生活中的圆周运动练习题20篇

(物理)物理生活中的圆周运动练习题20篇 一、高中物理精讲专题测试生活中的圆周运动 1.水平面上有一竖直放置长H =1.3m 的杆PO ,一长L =0.9m 的轻细绳两端系在杆上P 、Q 两点,PQ 间距离为d =0.3m ,一质量为m =1.0kg 的小环套在绳上。杆静止时,小环靠在杆上,细绳方向竖直;当杆绕竖直轴以角速度ω旋转时,如图所示,小环与Q 点等高,细绳恰好被绷断。重力加速度g =10m /s 2,忽略一切摩擦。求: (1)杆静止时细绳受到的拉力大小T ; (2)细绳断裂时杆旋转的角速度大小ω; (3)小环着地点与O 点的距离D 。 【答案】(1)5N (2)53/rad s (3)1.6m 【解析】 【详解】 (1)杆静止时环受力平衡,有2T =mg 得:T =5N (2)绳断裂前瞬间,环与Q 点间距离为r ,有r 2+d 2=(L -r )2 环到两系点连线的夹角为θ,有d sin L r θ=-,r cos L r θ=- 绳的弹力为T 1,有T 1sinθ=mg T 1cosθ+T 1=m ω2r 得53/rad s ω= (3)绳断裂后,环做平抛运动,水平方向s =vt 竖直方向:2 12 H d gt -= 环做平抛的初速度:v =ωr 小环着地点与杆的距离:D 2=r 2+s 2 得D =1.6m 【点睛】 本题主要是考查平抛运动和向心力的知识,解答本题的关键是掌握向心力的计算公式,能清楚向心力的来源即可。 2.如图所示,在竖直平面内有一半径为R 的 1 4 光滑圆弧轨道AB ,与水平地面相切于B

点。现将AB 锁定,让质量为m 的小滑块P (视为质点)从A 点由静止释放沿轨道AB 滑下,最终停在地面上的C 点,C 、B 两点间的距离为2R .已知轨道AB 的质量为2m ,P 与B 点右侧地面间的动摩擦因数恒定,B 点左侧地面光滑,重力加速度大小为g ,空气阻力不计。 (1)求P 刚滑到圆弧轨道的底端B 点时所受轨道的支持力大小N 以及P 与B 点右侧地面间的动摩擦因数μ; (2)若将AB 解锁,让P 从A 点正上方某处Q 由静止释放,P 从A 点竖直向下落入轨道,最后恰好停在C 点,求: ①当P 刚滑到地面时,轨道AB 的位移大小x 1; ②Q 与A 点的高度差h 以及P 离开轨道AB 后到达C 点所用的时间t 。 【答案】(1)P 刚滑到圆弧轨道的底端B 点时所受轨道的支持力大小N 为3mg ,P 与B 点右侧地面间的动摩擦因数μ为0.5;(2)若将AB 解锁,让P 从A 点正上方某处Q 由静止释放,P 从A 点竖直向下落入轨道,最后恰好停在C 点,①当P 刚滑到地面时,轨道AB 的位移大小x 1为3R ;②Q 与A 点的高度差h 为2 R ,P 离开轨道AB 后到达C 点所用的时间t 1326R g 【解析】 【详解】 (1)滑块从A 到B 过程机械能守恒,应用机械能守恒定律得:mgR = 2 12 B mv , 在B 点,由牛顿第二定律得:N -mg =m 2B v R , 解得:v B 2gR N =3mg , 滑块在BC 上滑行过程,由动能定理得:-μmg •2R =0-2 12 B mv , 代入数据解得:μ=0.5; (2)①滑块与轨道组成的系统在水平方向动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得: mv 1-2mv 2=0 m 1R x t -2m 1x t =0, 解得:x 1= 3 R ; ②滑块P 离开轨道AB 时的速度大小为v B ,P 与轨道AB 组成的系统在水平方向动量守恒,

第八节 生活中的圆周运动(绳拉物体)

第五章 曲线运动 第八节 生活中的圆周运动 例1:绳拉物体在竖直平面内圆周运动。 最高点A : 需要的向心力m r v 2 提供:绳的拉力F 与受到的重力mg 的指向圆心的合外力。 关系式:m r v 2 = mg+F 最低点B : 需要的向心力m r v 2 提供:绳的拉力F 与受到的重力mg 的指向圆心的合外力。 关系式:m r v 2 = mg F — mg 讨论:(1)最高点:当F=0时,v 最小。v=gr (2)最低点:当绳子拉力达到最大时,就是物体做圆周运动允许的最大速度。 1、 悬于细线一端的钢球在竖直平面内绕细线的另一端O 点做圆周运动,钢球的质量为m=1kg ,钢球可视为质点,悬线长为0.5m ,要使钢球能在竖直平面内做圆周运动,悬线始终不发生 松弛,则钢球通过最高点时的速度不能小于( )m/s(g=9.8m/s 2 ) 2、 把盛水小桶拴在长为L 的绳子的一端,使这个水桶在竖直平面内做圆周运动,要使水桶在 转到最高点时水不从桶里流出来,这时水桶转动到最高点的角速度至少应为( ) A gL 2 B gL C L g D L g 2 3、 小球质量为m ,用长为L 的轻质细线悬挂在O 点,在O 点的 正下方 2 L 处有一钉子P ,把细线沿水平方向拉直,如图所示, 无初速度地释放小球,当细线碰到钉子的瞬间,设线没有 断裂,则下列说法错误的是( ) A .小球的角速度突然增大 B .小球的瞬时速度突然增大 C .小球的向心加速度突然增大 D .小球对悬线的拉力突然增大 解析:当细线碰到钉子时,线速度不变,但小球做圆周运动的半径将减小. 由ω= R v ,R 减小,ω增大 a = R v 2 ,R 减小,a 增大

专题 生活中的圆周运动、水平面内和竖直面内的圆周运动 高一物理 (人教版2019)(解析版)

专题06 生活中的圆周运动、水平面内和竖直面内的圆周运动 一、火车、自行车、汽车转弯问题 1.高铁项目的建设加速了国民经济了发展,铁路转弯处的弯道半径r 是根据高速列车的速度决定的。弯道处要求外轨比内轨高,其内外轨高度差h 的设计与r 和速率v 有关。当火车以规定速度通过弯道时,内低外高的轨道均不受挤压,则下列说法正确的是( ) A .当火车以规定速度转弯时,火车受重力、支持力、向心力 B .若要降低火车转弯时的规定速度,可减小火车的质量 C .若要增加火车转弯时的规定速度,可适当增大弯道的坡度 D .当火车的速度大于规定速度时,火车将挤压内轨 【答案】C 【解析】A. 当火车以规定速度转弯时,火车受重力、支持力作用,二者的合力提供向心力,故A 错误; B.合力提供向心力,即2 tan v mg m r θ=则tan v gr θ故B 错误; C.根据公式tan v gr θ=θ增大时,规定速度也增大,故C 正确; D.当火车的速度大于规定速度时,则受到外轨弹力与重力和支持力的合力一起提供向心力,使火车继续做圆周运动,所以火车将挤压外轨,故D 错误。故选C 。 2.列车转弯时的受力分析如图所示,铁路转弯处的圆弧半径为R ,两铁轨之间的距离为d ,内外轨的高度差为h ,铁轨平面和水平面间的夹角为α(α很小,可近似认为tan sin αα≈),

下列说法正确的是() A.列车转弯时受到重力、支持力和向心力的作用 B.列车过转弯处的速度 gRh v d = C.列车过转弯处的速度 gRh v d < D.若减小α角,可提高列车安全过转弯处的速度 【答案】B 【解析】A.列车转弯时受到重力、支持力,重力和支持力的合力提供向心力,A错误; B.当重力和支持力的合力提供向心力时,则 2 tan v h m mg mg R d α ==解得 gRh v d = 不会挤压内轨和外轨,B正确; C.列车过转弯处的速度 gRh v d <转弯所需的合力tan F mgα <故此时列车内轨受挤压, C错误; D.若要提高列车速度,则列车所需的向心力增大,故需要增大α,D错误。故选B。 3.如图,场地自行车赛道设计成与水平面保持一定倾角,三位运动员骑自行车在赛道转弯处做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()

高中物理必修二---生活中的圆周运动

第7节 生活中的圆周运动 1.会分析具体圆周运动问题中向心力的来源,能解决生活中的圆周运动问题.(重 点) 2.了解航天器中的失重现象及原因.(难点) 3.了解离心运动及物体做离心运动的条件,知道离心运动的应用及危害. 一、铁路的弯道 1.运动特点:火车转弯时做圆周运动,因而具有向心加速度,由于质量巨大,所以需要很大的向心力. 2.向心力来源 (1)若转弯处内外轨一样高,则由外轨对轮缘的弹力提供向心力. (2)若在修筑铁路时,根据弯道的半径和规定的速度,适当选择内、外轨的高度差,则转弯时所需的向心力几乎完全由重力和支持力的合力提供. 3.对火车转弯时速度与向心力的讨论 (1)当火车以规定速度v 0转弯时,重力G 和支持力F N 的合力F 等于向心力,这时轮缘与内外轨均无侧压力. (2)当火车转弯速度v >v 0时,重力G 和支持力F N 的合力F 小于向心力,外轨向内挤压轮缘,提供侧压力,与F 共同充当向心力. (3)当火车转弯速度v gR 时,汽车将脱离桥面做平抛运动,发生危险.

2.汽车过凹形桥 汽车在凹形桥最低点时,如图乙所示,向心力F n =F N -mg =m v 2 R ,汽车对桥的压力F N ′ =F N =mg +m v 2 R ,故汽车在凹形桥上运动时,对桥的压力大于汽车的重力. 三、航天器中的失重现象 人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后可近似认为绕地球做匀速圆周运动,此时重力提供了航天器做圆周运动的向心力.航天器中的人和物随航天器一起做圆周运动,其向心力也是由重力提供的,此时重力全部用来提供向心力,不对其他物体产生压力,即里面的人和物处于完全失重状态. 四、离心运动 1.定义:在向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力时,物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动. 2.离心运动的应用和防止 (1)应用:离心干燥器;洗衣机的脱水桶;离心制管技术. (2)防止:汽车在公路转弯处必须限速行驶;转动的砂轮、飞轮的转速不能太高. 判一判 (1)车辆在水平路面上转弯时,所受重力与支持力的合力提供向心力.( ) (2)车辆在水平路面上转弯时,所受摩擦力提供向心力.( ) (3)车辆在“内低外高”的路面上转弯时,受到的合力可能为零.( ) (4)车辆按规定车速通过“内低外高”的弯道时,向心力是由重力和支持力的合力提供的.( ) (5)汽车在水平路面上匀速行驶时,对地面的压力等于车重,加速行驶时大于车重.( ) (6)汽车在拱形桥上行驶,速度小时对桥面的压力大于车重,速度大时压力小于车重.( ) 提示:(1)× (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)× 想一想 雨天,当你旋转自己的雨伞时,会发现水滴沿着伞的 边缘切线飞出,你能说出其中的原因吗? 提示:旋转雨伞时,雨滴也随着运动起来,但伞面上的雨滴受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力,雨滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出.

生活中的圆周运动

生活中的圆周运动 教学目标: 1.能定性分析火车外轨比内轨高的原因 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.会用牛顿第二定律分析圆周运动 重点: 用牛顿第二定律分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题 难点:火车转弯的向心力、圆心 教具:多媒体、小车、轨道 教学过程 师:前几节我们学习了圆周运动的有关知识,这些知识有什么用途呢?物理的知识,“从生活中来,到生活中去”。这节课我们来探讨一下生活中有哪些应用了圆周运动的有关知识。 播放本节课的学习目标 引入新课 你们骑自行车是否有过这样的体验,直行时很平稳,当突然转弯时容易打滑甚至摔跤。汽车在转弯时如果速度过快也容易打滑甚至翻车。 播放视频:汽车转弯 提出问题:为什么车子在转弯时容易打滑呢?怎么才能不打滑呢? 师:我们学校门前的马路是一个转弯的地方,同学们有没有注意到它形状——向一侧倾斜。汽车、自行车赛道也是这样。 播放汽车、自行车赛道图片。 问题1:为什么汽车、自行车赛道、公路的弯道要设计成向内倾斜呢? 问题2:汽车转弯时路面向内侧倾斜,火车转弯时内外铁轨是否一样高呢? 新课教学 1.铁路的弯道 播放视频:火车转弯

问题3:从视频中我们看到,火车转弯时,内外铁轨是不一样高的。假如火车转弯时,内外铁轨是一样高,转弯的向心力是哪个提供的?它有什么危害? 生:思考、讨论回答。 播放视频:火车直道行驶 师:结合视频,拿轨道小车示范讲解。 外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的 向心力。由于火车的质量太大,轮缘与外 轨间的相互作用力太大,铁轨和车轮极易受 受损,易造成严重事故。 问题4:火车转弯时由于自身的重量很大,外轨与轮缘相互作用力很大,怎么才能使得火车的轮缘与外轨间在转弯时不产生相互作用力呢? 生:思考、讨论。 播放视频:火车转弯时的向心力 师引导:联想公路的弯道,把外轨垫高,由重力和支持力的合力提供向心力,这样就可以减少外轨与轮缘之间的挤压。在修筑铁路时,要根据弯道的半径和规定的行驶速度,适当选择外轨的高度差,使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G 和支持力F N 的合力来提供。 问题5:火车转弯时匀速圆周运动的圆心在什么位置? 生:思考、讨论回答。 播放火车转弯图片,引导学生明确圆心的位置。 师:弄清了火车转弯时外轨高于内轨的原因。现在我们 回到开头时提出的问题,骑自行车时突然转弯容易摔跤;赛道向内侧倾斜的。 问题6:如果汽车转弯时路面是水平的,转弯时向心力是哪个提供的?车速过快会有什么危害? 生:思考、讨论回答。 小结:转弯时路面是水平的,向心力由静摩擦力提供。当速度增大时,由 转弯所要的向心力也增大,静摩擦力增大。当超过最大静摩擦力时,车子发生滑动,严重地会造成车子侧翻。同时,由于静摩擦力增大,车轮和路面间相互作用增大,车轮和路面都容易受损。所以,为了减少这种危害,在设计弯道时将路面向内侧倾斜,由车子的重力和路面的支持力提供向心力。 播放视频:自行车在赛道上转弯 师:火车、汽车转弯是圆周运动知识在实际中的应用之一。除此外,生活中还有许多例子,拱形桥就是圆周运动知识在实际中的应用的又一范例。 2.拱形桥 R v m F 2n

《生活中的圆周运动》教学设计3篇

《生活中的圆周运动》教学设计3篇 《生活中的圆周运动》教学设计1 【教材分析】 本节是人教版高中《物理》必修2第五章第7节,是《曲线运动》一章的最后一节。学习本节内容既是对圆周运动规律的复习与巩固,又是后面继续学习天体运动规律的基础,具有承上启下的作用。教材安排了铁路的弯道,汽车过拱桥,航天器中的失重现象,离心现象四个方面的内容,如果面面俱到,难免会蜻蜓点水,为了在教学中突出重点、分散难点,我将教材内容进行了重新整合,分两课时完成。本课为第一课时主要讨论铁路弯道的设计意图。【学情分析】通过前面的学习,学生已经对圆周运动有了较为清晰地认识,但是对于向心力的概念理解还不够深入。同时高一的学生思维活跃,求知欲强,他们很希望参与到课堂中来,自主的解决问题。【三维学习目标】过程与方法知识与技能情感态度和价值观经历观察思考,自主探究,交流讨论等活动进一步理解向心力的概念。 能在具体问题中找到向心力的来源培养学生的团队精神,合作意识;感悟科学的严肃性,培养学生严谨的学风教学重点和难点:在具体问题中找到向心力的来源 【教学策略】

1.教法:使用情境激趣、设疑引导、适时点拨的方式引领学生的学习; 2.学法:学生在教师的引领下,通过观察现象、自主探究、交流讨论等方式参与到课堂中来,体验求知乐趣,成为学习的主人。 3.教学资源: (1)多媒体课件; (2)自制教具:车轮模型、弯道模型; 【教学过程】 一、设置情景、引入新课 首先,播放一段4.28胶济铁路火车事故的视频动画,将学生的注意力吸引到火车转弯这一具体情境中来。我就此提出两个问题:1.火车转弯时的限定速度是怎样规定的?2.火车超速时为什么容易造成脱轨事故?学生带着问题进入课堂,既引起了他们的兴趣,又为他们的学习指明了方向。 二、复习巩固、明确方法 我通过提问的方式,帮助学生回忆计算向心力的常用公式,然后,设置情景,让学生对做圆周运动的物体做出受力分析并找到向心力的来源。 情景一:物块随圆盘做匀速圆周运动。 情景二:小球在杯子内壁做圆周运动。此情景并没有直接展示给学生,而是提出问题:“你能不用手接触小球,而不使小球落

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