高中物理 第3章 圆周运动 第3节 离心现象学案 鲁科版必修第二册-鲁科版高一第二册物理学案VIP专享

第 3 节 离心现象核心素养物理观念科学探究科学思维科学态度与责任1.会分析汽车、火车转弯时的向心力来源。2.会分析汽车过凸形桥和凹形桥时的向心力来源。3.理解轻绳模型和轻杆模型的相同点和不同点。4.知道什么是离心运动和离心运动产生的条件。竖直面内圆周运动的临界条件。离 心 运 动 产生的条件。通过分析火车转弯问题了解火车转弯的速度与安全的关系。知识点一 车辆转弯时所需的向心力[观图助学]观察上图，火车转弯处的轨道和自行车赛转弯处的赛道有什么共同特点，为什么要这样设计？1.汽车在水平路面转弯汽车2.汽车、火车在内低外高的路面上转弯[思考判断](1)汽车在水平路面上正常转弯时所需要的向心力是滑动摩擦力提供的。(×)(2)铁路的轨道，内、外轨道都是一样高。(×)(3)火车转弯时，如果速度合适，则不会对轨道产生侧向的压力。(√)火车转弯处的轨道和自行车转弯处的赛道都要外侧高、内侧略低，这样设计的目的是为了防止车速过快而导致发生侧滑现象。雪天，路面与汽车的最大摩擦力变小，汽车转弯时更容易发生侧滑。火车转弯时，火车所受合外力沿水平方向指向圆心，而不是沿轨道斜面向下。知识点二 竖直面内的圆周运动[观图助学]观察上图，过山车在最高点时和汽车过拱桥时，都是什么力提供向心力？1.汽车过拱形桥分类分析 汽车过凸形桥汽车过凹形桥向心力支持力与重力的合力提供向心力支持力与重力的合力提供向心力方程mg － N ＝mN － mg ＝m压力N′＝mg－m压力小于重力，当 v＝时 N＝0N′＝mg＋m压力大于重力2.过山车(在最高点和最低点)(1)向心力来源：受力如图所示，重力和支持力的合力提供向心力。(2)向心力方程(3)通过最高点的条件：由 N≥0，得 v≥。[思考判断](1)汽车过拱形桥时，对桥面的压力一定大于汽车自身的重力。(×)(2)过山车运动到最高点时之所以不掉下来是因为受到了向上的作用力。(×)(3)过山车经过轨道最低点时对轨道的压力大于自身的重力。(√)过山车在最高点时和汽车过拱桥时，都是弹力与重力的合力提供向心力。汽车过拱形桥时对桥的压力小于重力，过凹形桥时对桥的压力大于重力，所以桥多为拱形桥。过山车在最高点时若速度过小，容易发生事故。知识点三 生活中的离心运动1.离心运动(1)定义做圆周运动的物体，在受到合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下，将远离圆心运动。(2)条件合外力突然消失或合外力不足以提供向心力。2.离心运动的应用和防止(1)应用离心分离器、...