曲線運動教學建議ppt課件(參考版)
2025-01-17 21:01本頁面
【正文】 第 7節(jié) 生活中的圓周運動 教學要點 : . . . . 本質上是牛頓運動定律的應用 . ? 問題 1：鐵路或公路在拐彎處鐵軌的高低或路面的高低有什么不同？為什么要有這樣的差別？對車速有限制嗎？根據什么確定這個車速？ ? 問題 2：汽車以不同的速度通過拱形橋時，對路面的壓力有什么變化？對汽車行駛速度有限制嗎？根據什么確定這個車速？ ? 問題 3：你怎樣理解和解釋航天器中的失重現(xiàn)象？ ? 問題 4：離心運動對人類有哪些利用？有哪些危害？怎樣防止危害？ ? 問題 5：一繩栓一小球在豎直面內做圓周運動，在最高點和最低點有速度大小的限制嗎？為什么？ ? 問題 6：一細桿的一端固定一小球，使其在豎直面內做圓周運動，在最低點或最高點有速度限制嗎？為什么？ 用牛頓運動定律解圓周運動問題 實例 (1)閱讀教材 ,回答下列問題 : 彎道處軌道有什么特點 ?為什么 ? 火車轉彎時的向心力是什么力提供的 ? (2)若轉彎時的半徑為 r,軌道的傾角為 ?,火車的最佳行駛速度是多大 ? (3)如果火車速度過大或過小會帶來什么后果 ? 用牛頓運動定律解圓周運動問題 問題與練習 2 (改 ):汽車的質量為 m= 103 kg的汽車在水平公路上行駛 ,輪胎與路面間的最大靜摩擦力是車重的 . 汽車經過半徑為 r=50 m的彎路時做勻速圓周運動 . (1)求車速最大不能超過多少 ? (2)如果車速達到 72 km/h,這輛車會不會側滑 ? (3)若彎道處傾斜一定的角度 ?, 則汽車完全不靠摩擦力轉彎的速率為多大 ? GFNFfo?ooGFFNGFNFfo?ooGFFN用牛頓運動定律解圓周運動問題 實例 (問題與練習 3,思考與討論 ,航天器中的失重現(xiàn)象 ) 公路上常有拱形橋 , 汽車過橋時可看成圓周運動 .質量為m=800 kg的小汽車通過拱橋 ,到達橋頂的速度為 v,設橋面的圓弧半徑為 r=50 m,地球表面的重力加速度 g=10 m/s2. (1)如果 v=5 m/s,求汽車對橋的壓力 . (2)如果 v不斷增大 ,會發(fā)生什么現(xiàn)象 ? (3) v 為多大時 ,汽車恰好對橋沒有壓力而騰空 ? (4)對于同樣的車速 ,為了安全 ,拱橋的半徑是大 一些好還是小一些好 ? vGFNa =Fn=mv2/R FN=mgFn=mgmv2/R =ma=mv2/R 用牛頓運動定律解圓周運動問題 實例 (問題與練習 3,思考與討論 ,航天器中的失重現(xiàn)象 ) 公路上常有拱形橋 , 汽車過橋時可看成圓周運動 .質量為m=800 kg的小汽車通過拱橋 ,到達橋頂的速度為 v,設橋面的圓弧半徑為 r=50 m,地球表面的重力加速度 g=10 m/s2. (5)如果拱橋的半徑增大到等于地球半徑 R=6400 km,汽車要在橋面上騰空飛行 ,速度 v為多大 ? (6)如果汽車 (航天器 )內的駕駛員 (宇航員 )的質量為 m0,此時受到的支持力為多大 ?駕駛員有什么感覺 ?(播放視頻 ) vGFNa用牛頓運動定律解圓周運動問題 實例 (問題與練習 3,思考與討論 ,航天器中的失重現(xiàn)象 ) 公路上常有拱形橋 , 汽車過橋時可看成圓周運動 .質量為m=800 kg的小汽車通過拱橋 ,到達橋頂的速度為 v,設橋面的圓弧半徑為 r=50 m,地球表面的重力加速度 g=10 m/s2. (7)如果將拱形橋建成凹形橋 ,汽車以速度 v通過凹形橋的最低點時 ,對橋的壓力為多大 ? (8)你生活中見過凹形橋嗎 ?為什么 ?(凹形橋是存在的 ,在過水路面有時需要修建凹形橋 ) vGFNavGFNa用牛頓運動定律解圓周運動問題 實例 (桿 )模型 用長為 l的輕繩系質量為 m的小球 ,使其在豎直平面內作圓周運動 ,已知重力加速度為 g. (1)若小球過最高點的速度為 v,寫出繩對小球拉力 F的表達式 . (2)求小球過圓周最高點的最小速度 v0. (3)若小球過最高點的速度 v=2v0,求此時繩對小球的拉力 F. mgFgLvmgLvmF.2)(.1m i n2????ovG F用牛頓運動定律解圓周運動問題 實例 (桿 )模型 如果 用長為 l的輕桿代替輕繩 固定一個質量為 m的小球 ,使其在豎直平面內作圓周運動 ,已知重力加速度為 g. (1)求小球過最高點時的最小速度 v. (2)若在最高點桿對小球的作用力大小為零 ,求小球的速度為 v0. (3)若在最高點小球的速度為 2v0,求桿對小球的作用力的大小和方向 . (4)若在最高點小球的速度為 v0/2,求桿對小球的作用力的大小和方向 . ov 0Gov 1Gov 2GF1F 2比較幾種模型最高點臨界條件 輕繩 輕桿 離心軌道 圓形管道 ovvovo ov幾種常見的模型 過山車模型 水流星 ,水流星到水杯到最高點不流出的最小速度 . :過山車模型小球過最高點的條件 . :雜技節(jié)目“水流星” . 離心運動 : (1)如圖所示是一種娛樂設施“魔盤”，而且畫面反映的是魔盤旋轉轉速較大時，盤中人的情景．甲、乙、丙三位同學看了圖后發(fā)生爭論 . 甲說：“圖畫錯了，做圓周運動的物體受到 向心力 的作用，魔盤上的人應該向中心靠攏”． 乙說：“圖畫得對，因為旋轉的魔盤給人 離心力 ，所以人向盤邊緣靠攏”． 丙說：“圖畫得對，當盤對人的摩擦力不能滿足人做圓周運動的向心力時，人會逐漸遠離圓心”． 你認為哪位同學的說法是對的 ? 需要的向心力 Fn, 提供的向心力 (合力 )F 比較
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