教科版物理必修第二册精品课件 第二章匀速圆周运动 3.圆周运动的实例分析4.圆周运动与人类文明(选学).ppt

3.圆周运动的实例分析4.圆周运动与人类文明(选学)第二章

内容索引010203自主预习新知导学合作探究释疑解惑课堂小结04随堂练习

课标定位素养阐释1.会分析具体问题中的向心力来源。能用匀速圆周运动规律分析生活中的实例。2.了解什么是离心运动,知道物体做离心运动的条件。3.认识到圆周运动对人类文明发展的重大影响。1.通过圆周运动实例分析,培养学生的科学思维。2.认识离心现象以及圆周运动与人类文明,培养学生的科学态度与责任。

自主预习新知导学

一、汽车过拱形桥1.汽车经过拱形桥和凹形桥时受力分析如图所示。3.结论:过拱形桥时,汽车对桥的压力小于汽车的重力,而且汽车速度越大,对桥的压力越小。过凹桥时,汽车对桥的压力大于汽车的重力,而且汽车速度越大,对桥的压力越大。

二、“旋转秋千”——圆锥摆1.物理模型:细线下面悬挂一个钢球,使钢球在某个水平面内做匀速圆周运动,悬线旋转形成一个圆锥面,这种装置叫圆锥摆。2.物体做匀速圆周运动的向心力由物体所受的重力和悬线对它的拉力的合力提供。3.动力学关系:

三、火车转弯1.若转弯时内外轨一样高,则由外轨对轮缘的弹力提供向心力,这样铁轨和车轮极易受损。2.内外轨有高度差,依据规定的行驶速度行驶,转弯时向心力几乎完全由重力G和支持力N的合力提供。3.既不挤压内轨,也不挤压外轨时,火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供,即

四、离心运动1.定义:在做圆周运动时,由于合外力提供的向心力消失或不足,以致物体沿圆周运动的切线方向飞出或远离圆心而去的运动叫作离心运动。2.离心机械:利用离心运动的机械叫作离心机械。常见的离心机械有洗衣机的脱水筒、离心机。

【思考讨论】1.判断下列说法的正误。(1)汽车行驶至拱形桥顶时,对桥面的压力等于车的重力。()(2)汽车过凹形桥底部时,对桥面的压力一定大于车的重力。()(3)汽车过拱形桥或凹形桥时,向心加速度的方向都是向上的。()(4)“旋转秋千”的缆绳与中心轴的夹角与所乘坐人的体重无关。()(5)做离心运动的物体一定不受外力作用。()(6)做圆周运动的物体只有突然失去向心力时才做离心运动。()××××√√

(2)有些道路具有外高内低的特点是为了利用弯道的支持力与车辆重力的合力提供向心力,进而提高车辆的转弯速度,因此一些赛车项目的赛道的弯道要做得外高内低,比如汽车、摩托车、自行车赛道的弯道,高速公路的拐弯处等。

3.雨天,当你旋转自己的雨伞时,会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出,做离心运动,你能说出其中的原因吗?提示：旋转雨伞时,雨滴也随着运动起来,但伞面上的雨滴受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力,雨滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出。

合作探究释疑解惑

知识点一汽车过拱形桥【问题引领】探究“拱形桥”模型(1)汽车过“拱形桥”时,汽车静止在桥顶与匀速通过桥顶时的受力情况是否相同?(2)汽车过“拱形桥”桥顶时,运动有什么特点?

提示：(1)不相同。汽车静止在桥顶和匀速通过桥顶,虽然都受到重力和支持力,但前者这两个力的合力为零,后者这两个力的合力不为零,且方向向下。(2)汽车具有竖直向下的加速度,汽车处于失重状态。

【归纳提升】

【典型例题】【例题1】如图所示,质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和拱形桥面,两桥面的圆弧半径均为20m。如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N,则:(1)汽车允许的最大速度是多少?(2)若以所求速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?(g取10m/s2)答案：(1)10m/s(2)105N

方法技巧解答汽车过桥问题的方法(1)通过分析受力,找出提供的向心力列方程求解,是解答该类问题最基本的方法。(2)一般在拱形桥的最低点或最高点分析受力、列动力学方程。(3)车对桥面压力与桥面对车支持力之间的关系要根据牛顿第三定律来确定。

【变式训练1】如图所示,汽车车厢顶部悬挂一个轻质弹簧,弹簧下端拴一个质量为m的小球。当汽车以某一速率在水平地面上匀速行驶时,弹簧长度为l1,当汽车以大小相同的速度匀速通过一个桥面为圆弧形的拱形桥的最高点时,弹簧长度为l2,下列选项中正确的是()A.l1=l2B.l1l2C.l1l2D.以上三种情况均有可能答案：B

解析：小球随汽车一起做圆周运动,小球的向心力是由重力和弹簧弹力的合力提供的,所以只有弹力减小才能使小球获得指向圆心的合力,小球才能做圆周运动。弹力减小,弹簧的形变量减小,故l1l2,B正确。

【问题引领】知识点二旋转秋千“旋转秋千”匀速转动时,吊椅做圆周运动。忽略空气阻力,吊椅受到哪几个力的作用?是什么力提供向心力?提示：