人教版高中物理必修二：5.7《生活中的圆周运动》课件.pptVIP

向心、圆周、离心运动 “供”“需”是否平衡决定物体做何种运动 供 提供物体做圆周运动的力 需 物体做匀速圆周运动所需的力 Fn= 圆周运动 Fn 离心运动 Fn 向心运动 小结 * * 二.拱形桥1. 汽车过拱形桥时,对桥面的压力与重力比较 2.圆周运动中的超重、失重情况． 三.航天器中的失重现象重力提供自身做圆周运动向心力 四.离心运动 1.离心现象的分析与讨论． 2.离心运动的应用和防止． 课堂小结 火车转弯规定: v过大时:外侧轨道与轮之间有弹力 v过小时:内侧轨道与轮之间有弹力 一.铁路的弯道 1. 向心力的来源:A外轨高于内轨时,重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力B轮缘 2转弯处的半径和火车运行速度的条件限制. * 处理圆周运动问题的基本思路： 1）找到圆周运动的圆平面，确定圆心找到半径 2）受力分析，找到向心力的来源； 3）利用向心力公式Fn=man列方程求解 实质是牛顿第二定律在圆周运动中的应用只不过这里的加速度是向心加速度。 * 谢谢 * * * * 恒谦教育 恒谦教育 恒谦教育 恒谦教育 生活中的圆周运动 知识回顾 2、向心力的特点 方向：总是指向圆心, 作用效果只改变速度 的方向，由物体在半径方向的合力提供。 大小： 1、物体做圆周运动时，必须有力提供 　　向心力是按效果命名的力 向心力 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 生活中的圆周运动 ◆圆周运动(Circular motion) 铁路的弯道 火车车轮的构造 火车车轮有突出的轮缘 圆周问题1：火车转弯 对实际问题进行抽象提炼并建立模型 水平轨道模型 弯曲轨道模型 火车模型 请思考：列车的脱轨、翻车事故容易出现在什么地方？ 铁路的弯道处 FN F G 1、铁路的弯道 生活中的圆周运动 ◆圆周运动(Circular motion) (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? 背景问题1、火车转弯： 铁路的弯道 生活中的圆周运动 ◆圆周运动(Circular motion) (2) 外轨高内轨低时转弯 G Fn N h L θ θ 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 背景问题1、火车转弯： 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 背景问题1、火车转弯： 铁路弯道处超速是火车脱轨和翻车的主要原因 生活中的圆周运动 ◆圆周运动(Circular motion) 背景问题2：汽车过桥 汽车过桥问题 1.求汽车以速度v过半径为r 的拱桥最高点时对拱桥的压力？ 【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得： 可见汽车的速度越大对桥的压力越小。 N G 当 时汽车对桥的压力为零。（临界速度） 当ｖ大于ｖ临界时，汽车做什么运动？ 飞离桥面做平抛运动！ 汽车过桥问题 由于加速度ａ竖直向下，属失重现象。 m 2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？ N G 【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得： 可见汽车的速度V越大，对桥的压力越大。 由于加速度ａ的方向竖直向上，属超重现象。 m 生活中的圆周运动 ◆圆周运动(Circular motion) FN=G 汽车过桥问题小结 eg1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( ) A. a处 ?B. b处 ? C. c处 ?? D. d处 生活中的圆周运动 ◆圆周运动(Circular motion) a b c d D 可能飞离路面的地段应是？ 当堂练习 * * 如图6．8—7所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( ) 练习 A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力 C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D．汽车对