生活中的圆周运动课件 2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptxVIP

必修第二册第六章生活中的圆周运动

学习目标能根据所学知识分析生活中的各种圆周运动现象，在此过程中体会模型建构的方法.0102知道航天器中的失重现象。03观察生活中的离心现象，知道离心运动产生的原因，了解其在生活中的应用，并知道离心运动所带来的危害。

引入新课在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗？问题

车轮的构造

转弯时内外轨一样高如果铁路弯道的内外轨一样高，火车转弯时，外侧车轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的弹力是火车转弯所需向心力的主要来源（图6.4-2）但是，火车质量太大，靠这种办法得到向心力，将会使轮缘与外轨间的相互作用力过大，不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻。

转弯时外轨高于内轨火车转弯时铁轨对火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的内侧，它与重力G的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力。θFNGF合θO向心力的方向是在水平方向上而不是在与斜面平行的方向上。

详细分析由受力分析得：θFNGF合θ若轨道对轮缘无挤压合力恰好可提供转弯所需的向心力则：若火车的速度大于或小于这个值时，轨道对轮缘有挤压吗？

详细分析当v＞gRtanθ：轮缘受到外轨向内的弹力GFNθFGFNθF当v＜gRtanθ：轮缘受到内轨向外的弹力

飞机转弯GFFn飞机转弯类似于火车转弯，但是汽车转弯的情况是不是也类似于火车呢？

OmgFNFf问题与思考汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢?汽车在水平路面上转弯由侧向所受的静摩擦力提供向心力。

问题与思考当汽车转弯的半径一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也越大,静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩擦力时:由此可见:当汽车转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。改进措施:1.增大转弯半径2.增加路面的粗糙程度3.最重要的一点:司机应该减速慢行4.增加路面高度差——外高内低

生活实例高速路和赛道转弯处修成外高内低。为了保证汽车过桥时汽车和桥梁的安全，在桥梁的设计上有没有要求？FNmg??汽车在高速路（倾斜面）转弯

拱形桥-三种可能的形状拱形桥（凸形桥）凹形桥水平桥

问题与探究问题1：汽车静止在桥上与通过平桥时，受力怎样？F压＝FN＝mg

问题与探究问题2：汽车过拱形桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？mgFNv2Rmg－FN＝mv2RFN＝mg－mv2RF压＝FN＝mg－m汽车对桥的压力小于其所受重力，即处于失重状态F压＜mg

问题与探究问题3：汽车过拱形桥时，运动速度变大，车对拱桥的压力如何变化？v2Rmg＝m当FN=0时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完全失重状态。FN＝0时，汽车的速度为多大？v2RFN＝mg－mmgFN临界速度

问题与探究问题4：汽车过凹形桥在最低点时，车对凹形桥的压力又怎样？FNmgv2RFN＝mg+mv2RF压＝FN＝mg+mv2RFN－mg＝m汽车对桥的压力大于其所受重力，即处于超重状态若汽车通过凹桥的速度增大，会出现什么情况？F压＞mg

比较三种桥面的受力情况FN=GGFN

问题与思考地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径.会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地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？……

算一算【例题】地球可以看作一个巨大的拱型桥，其半径就是地球半径R=6400km，若汽车不断加速，则地面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，支持力FN会变成零？此时司机处于完全失重状态。【解析】由得这里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。

航天器中的超失重问题1.航天器在发射升空（加速上升）时，航天员处在超重还是失重状态？2.航天器在轨道正常运行（绕地球做匀速圆周运动）时，航天员处在超重还是失重状态？超重FNmgaFN－mg＝maFN＞mg

分析与解读【解析】航天器绕地球做匀速圆周运动，假设它的线速度的大小为v，轨道半径近似等于地球半径R，航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重mg.v2RFN＝mg－mv2Rmg－FN＝mFN＜mg失重当时，座舱对航天员的支持力FN＝0，航天员处于完全失重.

思考与拓展有人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，这种说法对吗？答：正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动.问：如果地球的引力突然消失，航天器将做什么样的运动呢？

离心运动定义：做圆周运动的物体，在其所受合外力突然消失，或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫作离