（浙江專用）2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 曲線運動 第7節(jié) 生活中的圓周運動課件 新人教版必修2.ppt

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1、第7節(jié)生活中的圓周運動,學(xué)考報告,基礎(chǔ)梳理,圓周,1.運動特點：火車轉(zhuǎn)彎時，實際是在做______運動，因而具有向心加速度、由于其質(zhì)量很大，所以需要較大的_______力。2.向心力的來源：在修筑鐵路時，要根據(jù)彎道的______和規(guī)定的__________，適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的高度差，使轉(zhuǎn)彎時所需的向心力幾乎完全由_______和__________的合力提供，如圖1所示。,圖1,向心,半徑,行駛速度,重力G,支持力FN,探究思考,設(shè)火車轉(zhuǎn)彎時的運動是勻速圓周運動：,圖2,(1)如圖2所示，如果軌道是水平的，火車轉(zhuǎn)彎時受到哪些力的作用？什么力提供向心力？(2)(1)中獲得向心力的方法好不好？為什么

2、？若不好，如何改進？(3)當(dāng)軌道平面與水平面之間的夾角為，轉(zhuǎn)彎半徑為R時，火車行駛速度多大軌道才不受擠壓？,答案(1)軌道水平時，火車受重力、支持力、軌道對輪緣的彈力、向后的摩擦力，向心力由軌道對輪緣的彈力來提供。(2)這種方法不好，因為火車的質(zhì)量很大，行駛的速度也不小，輪緣與外軌的相互作用力很大，鐵軌和車輪極易受損。改進方法：在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌，使重力和支持力的合力提供向心力，這樣外軌就不受輪緣的擠壓了。(3)火車受力如圖所示，則,即學(xué)即練,1.(多選)為適應(yīng)國民經(jīng)濟的發(fā)展需要，我國鐵路正式實施第六次提速。火車轉(zhuǎn)彎可以看做是做勻速圓周運動，火車速度提高易使外軌受損。為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時

3、使外軌受損這一難題，你認(rèn)為理論上可行的措施是(),A.減小彎道半徑B.增大彎道半徑C.適當(dāng)減小內(nèi)外軌道的高度差D.適當(dāng)增加內(nèi)外軌道的高度差,答案BD,基礎(chǔ)梳理,當(dāng)汽車以相同的速率分別行駛在凸形橋的最高點和凹形橋的最低點時，汽車對橋的壓力的區(qū)別如下表所示。,mgFN1,FN2mg,減小,0,增大,<,,典例精析,【例1】一輛質(zhì)量為m2.0t的小轎車，駛過半徑R90m的一段圓弧形橋面，(g10m/s2)，求：,(1)若橋面為凹形，汽車以20m/s的速度通過橋面最低點時，對橋面的壓力是多大？(2)若橋面為凸形，汽車以10m/s的速度通過橋面最高點時，對橋面的壓力是多大？(3)汽車以多大速度通過凸形橋

4、面頂點時，對橋面剛好沒有壓力？,解析(1)汽車通過凹形橋面最低點時，在水平方向受到牽引力F和阻力f。在豎直方向受到橋面向上的支持力FN1和向下的重力Gmg，如圖所示。,(2)汽車通過凸形橋面最高點時，在水平方向受到牽引力F和阻力f，在豎直方向受到豎直向下的重力Gmg和橋面向上的支持力FN2，如圖所示。,答案(1)2.89104N(2)1.78104N(3)30m/s,即學(xué)即練,2.公路在通過小型水庫的泄洪閘的下游時，常常要修建凹形橋，也叫“過水路面”。如圖3所示，汽車通過凹形橋的最低點時(),圖3,A.車對橋的壓力等于汽車的重力B.車對橋的壓力小于汽車的重力C.車的速度越大，車對橋面的壓力越小

5、D.車的速度越大，車對橋面的壓力越大,答案D,基礎(chǔ)梳理,1.航天器中的失重現(xiàn)象,mgFN,由此可得FN0時，航天員處于完全，對座椅無壓力。航天器內(nèi)的任何物體之間都沒有壓力。(2)對失重現(xiàn)象的認(rèn)識航天器內(nèi)的任何物體都處于狀態(tài)，但并不是物體不受重力，正因為受到重力作用才使航天器連同其中的航天員做環(huán)繞地球的圓周運動。,失重狀態(tài),完全失重,2.離心運動,(1)定義：做圓周運動的物體，在合力或者以提供它做圓周運動所需的向心力時，物體將做逐漸的運動，這種運動叫離心運動。(2)離心運動的受力特點：物體做離心運動并不是物體受到離心力作用，而是由于外力不能提供足夠的向心力。所謂“離心力”也是由效果命名的，實際并

6、不存在。(3)合外力與向心力的關(guān)系(如圖4所示),圖4,突然消失,合力不足,遠(yuǎn)離圓心,m2r,m2r,m2r,(4)離心運動的應(yīng)用和防止應(yīng)用：離心干燥器；洗衣機的；離心制管技術(shù)。防止：汽車在公路轉(zhuǎn)彎處必須；轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪的轉(zhuǎn)速不能太高。,脫水筒,限速行駛,即學(xué)即練,3.在下列各事例中，哪種情況將出現(xiàn)超重現(xiàn)象(),A.蕩秋千經(jīng)過最低點時的小孩B.汽車過凸形橋時C.汽車過泥濘路時D.在繞地球做勻速圓周運動的飛船中的儀器解析超重現(xiàn)象就是物體對支持物的壓力大于物體所受到的重力，選項B中汽車對橋面的壓力小于重力，處于失重狀態(tài)；汽車過泥濘路時，不超重也不失重，在繞地球做勻速圓周運動的飛船中的儀器是處于完

7、全失重狀態(tài)。故選項B、C、D錯誤。答案A,4.摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個最大安全速度，若超過此速度，摩托車將發(fā)生滑動。關(guān)于摩托車滑動的問題，下列論述正確的是(),A.摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用B.摩托車所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去D.摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去解析摩托車只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，沒有離心力，A項錯誤；摩托車正常轉(zhuǎn)彎時可看做是做勻速圓周運動，所受的合力等于向心力，如果向外滑動，說明提供的向心力即合力小于需要的向心力，B項正確；摩托車將在沿線速度方向與半徑向外的方向之間做離心運動，

8、C、D項錯誤。答案B,基礎(chǔ)梳理,1.繩和內(nèi)軌道模型,(1)最高點的最小速度如圖5所示，若小球到達最高點時受到繩子的拉力或軌道的支持力恰好等于零，那么這時小球做圓周運動所需要的向心力僅由小球的重力來提供。,圖5,這個速度可理解為小球恰好能通過最高點或恰好通不過最，也可認(rèn)為是小球通過最高點時的最小速度，通常叫。,高點時的速度,臨界速度,根據(jù)牛頓第三定律可確定小球?qū)K的拉力和對軌道的壓力。,2.細(xì)桿和管形軌道模型,(1)最高點的最小速度如圖6所示，細(xì)桿上固定的小球和管形軌道內(nèi)運動的小球，由于桿和管在最高處能對小球產(chǎn)生向上的支持力，小球恰能到達最高點的最小速度v0，此時物體受到的支持力。,FNmg,圖6,典例精析,【例2】如圖7所示，長為L的輕桿一端有一個質(zhì)量為m的小球，另一端有光滑的固定軸O，現(xiàn)給球一初速度，使球和桿一起繞O軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，不計空氣阻力，重力加速為g，則(),圖7,由以上分析可知，小球在最高點受到的力可能是拉力，可能是推力，可能是0。,答案B,