魯教版高三物理教案-資料下載頁(yè)
2024-12-07 02:36本頁(yè)面
【正文】 重力不大于水做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力 即mg≤則所求最小速率v0=m/s= (2)當(dāng)水在點(diǎn)的速率大于v0時(shí)，只靠重力提供向心力已不足，此時(shí)水桶底對(duì)水有一向下的壓力，設(shè)為FN，由牛頓第二定律有 FN+mg=FN=mg= 由牛頓第三定律知，水對(duì)桶底的作用力FN′=FN=，方向豎直向上. 答案：(1)(2)，方向豎直向上 提示：抓住臨界狀態(tài)，找出臨界條件是解決這類極值問(wèn)題的關(guān)鍵. 課外思考：若本題中將繩換成輕桿，將桶換成球，上面所求的臨界速率還適用嗎? 課堂訓(xùn)練 ，在水平固定的光滑平板上，有一質(zhì)量為M的質(zhì)點(diǎn)P，用手拉著繩子下端，使質(zhì)點(diǎn)做半徑為a、. 解析：質(zhì)點(diǎn)在半徑為a的圓周上以角速度ω1做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其線速度為va=，向心力消失，質(zhì)點(diǎn)沿切線方向飛出以va做勻速直線運(yùn)動(dòng)，直到線被拉直,=，則質(zhì)點(diǎn)由半徑a到b所需的時(shí)間為：t=s/va=/(ω1a). 當(dāng)線剛被拉直時(shí)，球的速度為va=ω1a，把這一速度分解為垂直于繩的速度vb和沿繩的速度v′.在繩繃緊的過(guò)程中v′減為零，,=a2ω1/b2. =，一端拴一質(zhì)量m=，使其在豎直平面內(nèi)繞繩的另一端做圓周運(yùn)動(dòng)，求： (1)小球通過(guò)點(diǎn)時(shí)的最小速度?！ ?2)若小球以速度v=，繩對(duì)小球的拉力多大?若此時(shí)繩突然斷了，小球?qū)⑷绾芜\(yùn)動(dòng)? 分析與解答：(1)小球通過(guò)圓周點(diǎn)時(shí)，受到的重力G=mg必須全部作為向心力F向，否則重力G中的多余部分將把小球拉進(jìn)圓內(nèi)，≥mg，當(dāng)F向=mg時(shí)，即小球受到的重力剛好全部作為通過(guò)圓周點(diǎn)的向心力，繩對(duì)小球恰好不施拉力，如圖所示，此時(shí)小球的速度就是通過(guò)圓周點(diǎn)的最小速度v0，由向心力公式有：mg=解得：G=mg=v0=m/s= (2)小球通過(guò)圓周點(diǎn)時(shí)，若速度v大于最小速度v0，所需的向心力F向?qū)⒋笥谥亓，這時(shí)繩對(duì)小球要施拉力F，如圖所示，此時(shí)有F+mg=解得：F=mg=(10)N= 若在點(diǎn)時(shí)繩子突然斷了，則提供的向心力mg小于需要的向心力，小球?qū)⒀厍芯€方向飛出做離心運(yùn)動(dòng)(實(shí)際上是平拋運(yùn)動(dòng)). 課堂小結(jié) 本節(jié)課中需要我們掌握的關(guān)鍵是：一個(gè)要從力的方面認(rèn)真分析，搞清誰(shuí)來(lái)提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，能提供多大的向心力，是否可以變化。另一個(gè)方面從運(yùn)動(dòng)的物理量本身去認(rèn)真分析，則物體將做穩(wěn)定的圓周運(yùn)動(dòng)。如果供大于需，則物體將偏離圓軌道，逐漸靠近圓心。如果供小于需，則物體將偏離圓軌道，逐漸遠(yuǎn)離圓心。如果外力突然變?yōu)榱?， 教材“?wèn)題與練習(xí)”第4題. 板書(shū)設(shè)計(jì) 一、鐵路的彎道 ?。和廛墝?duì)車的彈力提供向心力 軌道斜面：內(nèi)外軌無(wú)彈力時(shí)重力和支持力的合力提供向心力 二、拱形橋 拱形橋：FN=Gm凹形橋：FN=G+m三、航天器的失重現(xiàn)象 四、離心運(yùn)動(dòng) 活動(dòng)與探究 課題：到公園里親自坐一下稱為“魔盤”的娛樂(lè)設(shè)施，并研究、討論：“魔盤”上的人所需向心力由什么力提供?為什么轉(zhuǎn)速一定時(shí)，有的人能隨之一起做圓周運(yùn)動(dòng)，而有的人逐漸向邊緣滑去? 觀察并思考： 、自行車等在水平面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，為什么速度不能過(guò)大? ，并分析其受力情況. 習(xí)題詳解 ?。阂?yàn)檎９ぷ鲿r(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)軸受到的水平作用力可認(rèn)為是零，所以轉(zhuǎn)動(dòng)軸OO′將受到的作用力完全是由小螺絲釘P做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)需要的向心力引起的. 故力F=mω2r=m(2πn)2r=(21000)2=104N. ：這輛車拐彎時(shí)需要的向心力為F==103N=104N104N 所以這輛車會(huì)發(fā)生側(cè)滑. ?。?1)汽車在橋頂時(shí)受力分析如圖所示. 汽車通過(guò)拱形橋 則據(jù)牛頓第二定律有GFN=① 代入數(shù)據(jù)可得FN=7600N,所以由牛頓第三定律有汽車對(duì)地面的壓力為7600N. (2)當(dāng)FN=0時(shí)，汽車恰好對(duì)橋沒(méi)有壓力，此時(shí)可得汽車的速度為v=(g取10m/s2). (3)由①式可知，對(duì)同樣的車速，拱橋圓弧的半徑越大，汽車對(duì)橋的壓力就越大,所以拱橋的半徑比較大些安全. (4)因?yàn)轵v空時(shí)FN=0，所以其速度v=m/s=7900m/s 即需要7900m/s的速度才能騰空. ?。簩?duì)小孩的受力分析如圖所示，則據(jù)牛頓第二定律有 FNG=由機(jī)械能守恒定律有mgl(1cos60176。)=兩式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)可得FN=450N,故秋千板擺到最低點(diǎn)時(shí)，小孩對(duì)秋千板的壓力是450N. 設(shè)計(jì)點(diǎn)評(píng) 本節(jié)課重點(diǎn)是圓周運(yùn)動(dòng)中向心力和向心加速度的應(yīng)用，學(xué)生容易受到生活中的定勢(shì)思維所干擾，對(duì)向心力分析不足，所以教學(xué)中列舉了生活中大量的常見(jiàn)現(xiàn)象，并借助生活中的事例進(jìn)行辨析，通過(guò)師生分析、論證從而得出了正確的結(jié)論.
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