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1、 高一物理必修一第二章生活中的圆周运动生活中的圆周运动火车转弯拱形桥航天器中的失重现象航天器中的失重现象问题问题展示组展示组点评组点评组探究点一探究点一第第1组组第第2组组探究点二探究点二第第3组组第第4组组针对训练针对训练1第第5组组第第6组组探究点三探究点三第第7组组第第8组组针对训练针对训练2第第9组组第第10组组探究点四探究点四第第11组组第第12组组探究点一问题问题1:火车以半径r=900m转弯,火车质量为8105kg,轨道宽为L=1.4m,外轨比内轨高h=14cm,为了使铁轨不受轮缘的挤压,火车的速度应为多大?(当很小时,sintan,g取10m/s2)车轮的构造车轮的构造火车车轮
2、有突出的轮缘火车车轮有突出的轮缘 铁路的弯道铁路的弯道内外轨道一样高内外轨道一样高GGN N外轨对轮缘的弹力提供向心力外轨对轮缘的弹力提供向心力.靠这种办靠这种办法得到的向法得到的向心力缺点是心力缺点是什么?如何什么?如何解决这一实解决这一实际问题?际问题?F F探究点一GFNF合合【方案剖析方案剖析】火车转弯规定火车转弯规定临界速度临界速度:解析:解析:重力重力G与支持力与支持力FN的合力的合力F合合是使火车转弯的向心力是使火车转弯的向心力【研究与讨论】如果火车在转弯处的速度不等于规定速度,会发生怎样情况?注意1、火车转弯时向心力是水平的、火车转弯时向心力是水平的 从这个例子我们进一步知道从
3、这个例子我们进一步知道 :2、向心力是按效果命名的力,、向心力是按效果命名的力,如果认为做匀速圆周运动的物如果认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用,体除了受到另外物体的作用,还要再受到一个向心力,那就还要再受到一个向心力,那就不对了。不对了。针对训练针对训练1 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为(如图),弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车转弯时速度小于,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mg/cosD这时铁轨对火车的支持力大于mg/cos探究点二问题问题2 2:质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进,
4、桥面的圆弧半径为r,求汽车通过桥的最高点时对桥面的压力。问题问题3 3:汽车的速度不断增大时,会发生什么现象 问题问题4 4:质量为m的汽车在凹形桥上以速度v前进,桥面的圆弧半径为r,求汽车通过桥的最低点时对桥面的压力。汽车对桥面的压力超重失重状态最高点最低点失重超重小结:小结:小结:小结:飞机做特技表演时,常做俯冲拉起运动,如图所示,此运动在最底点附近可看作是半径为500m的圆周运动。若飞行员的质量为65,飞机经过最底点时的速度为360km/h,则这时飞行员对座椅的压力为多大?针对训练针对训练2:地球可以看做一个巨大的地球可以看做一个巨大的拱形桥,桥面的半径就是地球拱形桥,桥面的半径就是地球
5、的半径。会不会出现这样的情的半径。会不会出现这样的情况:速度大到一定程度时,地况:速度大到一定程度时,地面对车的支持力是零?这时驾面对车的支持力是零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少驶员与座椅之间的压力是多少?航天器中的航天器中的失重现象失重现象该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现,不过不是在汽车上,而是在航天飞机中 探究点三失重和宇宙开发 发 扬 航 天 精 神勇 攀 科 学 高 峰 随堂练习、小结与作业5 例题:和平号航天站是由一个核心舱以及五个科学试验仓构成的,总质量123t,有用容积470 m3,航行在300到400 km的宇宙轨道上,约90min绕地球一周,15年中共计航行8万圈。当和平号在离地高度h=400km的轨道绕地球做匀速圆周运动时,请计算 1、空间站的环绕速度 2、空间站的加速度 3、地球对空间站的引力 巩固知识爱国情怀