人教版物理必修二+第五章+第7节+生活中的圆周运动+导学课件(42张PPT).ppt

第五章 曲线运动 * 第七节 生活中的圆周运动 学习目标 1．会分析具体圆周运动问题中向心力的来源，能 解决 生 活中的圆周运动问题． 2．了解航天器中的失重现象及原因． 3．了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害． 一、铁路的弯道 1．运动特点 火车转弯时做_______运动，因而具有向心加速度，由于质量巨大，所以需要很大的_______力． 2．向心力来源 (1)若转弯处内外轨一样高，则由______对轮缘的弹力提供向心力． (2)若转弯处外轨略高于内轨，列车按规定速度行 驶，向心力几乎完全由________和_________的合力提供． 圆周 向心 外轨 重力 支持力 二、拱形桥 1．向心力来源 汽车过拱形桥时做圆周运动，所需 向 心力由________和桥面的________的合力提供． 重力 支持力 G－FN FN－G [判一判]　1.(1)汽车在水平路面上匀速行驶时，对地面的压力等于车重，加速行驶时大于车重．(　　) (2)汽车在拱形桥上行驶，速度小时对桥面的压力大于车重,速度大时压力小于车重．(　　) (3)汽车通过凹形桥底部时,对桥面的压力一定大于车重.(　　) 提示：(1)×　(2)×　(3)√ 完全失重 3．任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器的内部,都是一个_____________的环境． 完全失重 特别提醒：把航天器失重的原因说 成是它离 地球太远，从而摆脱了地球引力，是完全错误的． [判一判]　2.(1)“天宫一号”中的宇航员处于完全失重状态．(　　) (2)“天宫一号”中的宇航员不受重力作用．(　　) (3)“天宫一号”中的宇航员所受合力为零．(　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)× 四、离心运动 1．定义：在向心力突然消失或合力不足以提供所需的向心力时，物体沿_________飞出或做________________的运动． 2．应用:洗衣机脱水桶,纺织厂和炼钢厂也常采用离心技术． 切线 逐渐远离圆心 火车转弯问题 1．火车车轮的特点 火车的车轮有凸出的轮缘，火车在铁轨上运行时，车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面，这种结构特点，主要是避免火车运行时脱轨，如图所示． 3．明确圆周平面 虽然外轨高于内轨，但整个外轨和整个内轨 都是 等高的．因而火车在行驶的过程中重心的轨迹在 同一水 平面内．故火车的向心加速度和向心力均是沿水平面而指向圆心的． 4．速度与轨道压力的关系 (1)当v＝v0时，所需向心力仅 由重 力和弹 力的合力提供，此时内外轨道对轮缘无挤压作用． (2)当vv0时，外轨道对轮缘有侧压力． (3)当vv0时，内轨道对轮缘有侧压力． 特别提醒：(1)汽车、摩托车赛道拐弯处和高速公 路转弯处设计成外高内低，也是为了减小车轮受 到地面施加的 侧向力的作用． (2)火车拐弯时做匀速圆周运动，合力沿水 平方向，而不是沿轨道斜面方向． C [思路点拨]　求解该题应把握以下两点： (1)火车转弯的向心力由重力和支持力的合力提供． (2)vv0内侧轮缘受挤压；vv0外侧轮缘受挤压． 规律总结 (1)火车以规定速度通过弯道时，是由重力与支持力的合力提供向心力，其合力沿水平方向指向圆心； (2)车辆在水平路面上转弯时，摩擦力提供向心力． 1．(2013·高考新课标全国卷Ⅱ)公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc 时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．则在该弯道处(　　) A．路面外侧高内侧低 B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动 C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动 D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc 的值变小 AC 解析： 汽车以速率vc转弯，需要指向内侧的向 心力，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，说明此 处公路 内侧较低外侧较高,选项A正确．车速只要低于vc，车 辆便 有向 内侧滑动的趋势，但不一定向内侧滑动，选项B错误．车 速 虽 然高于vc，由于车轮与地面有摩擦力，但只要不超 出 某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动，选项C正 确．根 据 题述，汽车以速率vc转弯，需要指向内侧的向心力，汽 车恰 好没有向公路内外两侧滑动的趋势，没有受到摩擦力，所 以当 路面结冰时，与未结冰时相比，转弯时vc的值不变，选项D错误． 凹凸桥问题的求解 1．运动学特点:汽车过拱形桥时的运动可看做圆周运动． 2．运动学分析 (1)向心力来源：汽车过拱形桥的最高点或最低点时，汽车在竖直方向上受到重力和桥的支持力FN，它们的合力提供汽车做圆周运动的向心力． (2)汽车过拱形桥压力的分析与讨论 汽车过桥可分为过凸形桥和凹形桥两个问题．若 汽 车 质量为m，桥面圆弧半径为R,汽车在最高点或 最低点