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生活中的圆周运动教师说课/教学设计/教育培训/信息化教育

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.知道航天器中的失重现象的本质。4.知道离心运动及其产生条件，了解离心运动的应用和防止。5.会用牛顿第二定律分析圆周运动。6.进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用。学习目标

复习回顾只改变线速度的．不改变线速度的．总是，始终与线速度的方向，方向时刻改变，所以向心力是变力．1．向心力的方向：2．向心力的作用：沿着半径指向圆心垂直大小方向3．向心力是效果力：向心力是根据力的命名的，不是性质力，它可以是重力、弹力、摩擦力等各种性质的力，也可以是它们的合力，或某个力的分力．作用效果注意：在分析物体受力时，不能说物体还受一个向心力的作用，向心力可以是某一种性质力，也可以是几个性质力的合力或某一性质力的分力．

1．匀速圆周运动的向心力公式：mω2r2．物体做匀速圆周运动的条件：F＝＝＝m合力大小，方向始终与方向垂直且指向圆心，不变速度提供物体做圆周运动的向心力.m

向心加速度1．做匀速圆周运动的物体，加速度的方向指向，这个加速度称为向心加速度．3．向心加速度的作用：向心加速度的方向始终与线速度的方向，只改变线速度的，不改变线速度的．垂直圆心2．向心加速度的大小的表达式：方向大小4．匀速圆周运动的性质：向心加速度的方向始终指向圆心，方向时刻改变，是一个变加速度，所以匀速圆周运动不是运动，而是运动．匀变速变加速

上节要点小结匀速圆周运动的向心力和向心加速度受力特点：向心加速度：方向－→大小－→效果－→指向圆心改变速度方向产生原因：方向：大小：力的作用始终指向圆心当v一定时，a∝当ω一定时，a∝（匀速圆周运动）

提供物体做圆周运动的力物体做圆周运动所需的力物体作圆周运动的条件从“供”“需”两方面研究生活中做圆周运动的物体，由物体受力情况决定由物体的运动情况决定F=“供需”平衡物体做圆周运动本节课牛顿第二定律F=ma的应用

问题？在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗？外内圆周运动是一种常见的运动形式，在生活中有着广泛的应用。

FNFG1、铁路的弯道生活中的圆周运动

(1)内外轨道一样高时转弯火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力.外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损坏铁轨.怎么办?

根据牛顿第二定律：F=mgtanθ=mRV02V0=Rgtanθ火车转弯（外轨高于内轨）外轨内轨FFNmgθO

铁路的弯道生活中的圆周运动

(2)外轨高内轨低时转弯GFnNhLθθ此为火车转弯时的设计速度r思考:(1)如果v行驶v设计,情况如何?(2)如果v行驶v设计,情况如何?θ很小时,sinθ≈tanθ

当v=v0时：当vv0时：当vv0时：轮缘不受侧向压力,最安全的转弯速度轮缘受到外轨向内的挤压力,外轨易损坏。轮缘受到内轨向外的挤压力,内轨易损坏。F弹F弹铁路弯道处超速是火车脱轨和翻车的主要原因

三、火车转弯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：(2)(1)中获得向心力的方法好不好？为什么？若不好，如何改进？轮缘与外轨的相互作用力很大，铁轨和车轮极易受损．mgNF弹f提供向心力答案这种方法不好；火车质量大，速度大，需要的向心力F向＝mv2/r较大改进方法：在转弯处使外轨略高于内轨支持力和重力的合力可以提供一部分向心力

火车转弯典例精析例3铁路在弯道处的内、外轨道高度是不同的，已知内、外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则()A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压C．这时铁轨对火车的支持力等于D．这时铁轨对火车的支持力大于C假如火车只受重力和支持力N

高中物理圆周运动汽车过拱形桥1．质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出汽车受力分析图，并求出汽车通过桥的最高点时对桥的压力．汽车的重力与汽车对桥的压力谁大？答案由牛顿第二