教科版高中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

针对训练2(2021陕西渭南大荔高一期末)如图所示,在某路段汽车向左拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些。汽车的运动可看作是半径为R的圆周运动。设内、外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L,已知重力加速度为g。要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向的摩擦力)等于零,则汽车转弯时的车速应等于(A)解析由题意可知,要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向的摩擦力)等于零,则转弯所需向心力全部由重力和支持力的合力提供,则探究三对离心运动的理解【情境探究】链球比赛中,运动员放手后,原本高速旋转的链球会飞出;雨天,当旋转雨伞时,会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出。(1)链球飞出后受哪几个力?(2)你能说出水滴沿着伞的边缘切线飞出的原因吗?(3)物体做离心运动的条件是什么?要点提示(1)重力和空气阻力。(2)旋转雨伞时,雨滴也随着运动起来,但伞面上的雨滴受到的合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。(3)向心力突然消失或物体受到的合力不足以提供其运动所需的向心力。【方法突破】1.两个角度理解向心力(2)提供方面:F供为受力分析后沿半径指向圆心方向的合力。2.离心和向心的理解(1)F供F需,则物体做离心运动。(2)F供=F需,则物体做圆周运动。(3)F供F需,则物体做近心运动。名师点睛分析离心现象要明确什么是“提供的向心力”,什么是“需要的向心力”,分析“供”与“需”的关系是确定物体怎样运动的关键。【应用体验】典例3如图所示,高速公路转弯处弯道圆半径R=250m,汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.25,最大静摩擦力可近似等于滑动摩擦力,g取10m/s2。若路面是水平的,则汽车转弯时不发生侧向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大?当超过vm时,将会出现什么现象?答案90km/h汽车做离心运动或出现翻车解析在水平路面上转弯,向心力只能由静摩擦力提供,设汽车质量为m,最大静摩擦力可近似等于滑动摩擦力,则fm=μmg,则有可得vm=25m/s=90km/h。当汽车的速度超过90km/h时,需要的向心力大于最大静摩擦力,也就是说提供的向心力不足以维持汽车做圆周运动的向心力,汽车将做离心运动,严重时将会出现翻车事故。规律方法离心运动问题的分析技巧(1)关键看物体所受的合力是否满足物体做圆周运动所需要的向心力,即“提供”是否满足“需求”。物体做圆周运动所需要的向心力越大,物体就越容易发生离心现象。(2)离心现象是做圆周运动的物体所受合力减小或向心力突然消失时所发生的现象。针对训练3(2021山东菏泽高一期末)雨天在野外骑车时,自行车的后轮上常会沾一些泥巴。将自行车车轮撑起悬空,并使车轮飞速转动,泥巴就被甩下来。a、b为车轮轮胎边缘上同一直径上的两点,某时刻a、b位置如图所示,则泥巴(C)A.在a位置时向心加速度大于在b位置时向心加速度B.在a位置时向心加速度小于在b位置时向心加速度C.在b位置时最容易被甩下来D.在a位置时最容易被甩下来解析a、b两点同轴转动,角速度相等,由于半径相等,所以根据a=ω2r可知在a位置时向心加速度大小等于在b位置时向心加速度大小,故A、B错误。泥巴做圆周运动,合力提供向心力,根据F向=mω2r,车轮上每一个位置的向心力大小相等,当提供的合力小于向心力时做离心运动,所以能提供的合力越小越容易飞出去。最低点,重力向下,附着力向上,合力等于附着力减去重力;最高点,重力向下,附着力向下,合力为重力加上附着力,所以在最低点b合力最小,最容易飞出去,故C正确,D错误。学以致用?随堂检测全达标1.如图所示,光滑的水平面上,小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动,若小球到达P点时F突然发生变化,下列关于小球运动的说法正确的是(A)A.F突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动B.F突然变小(不为零),小球将沿轨迹Pa做离心运动C.F突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动D.F突然变小(不为零),小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心解析若F突然消失,小球所受合力突变为0,将沿切线方向匀速飞出,选项A正确;若F突然变小不足以提供所需向心力,小球将做逐渐远离圆心的离心运动,选项B、D错误;若F突然变大,超过了所需向心力,小球将做逐渐靠近圆心的近心运动,选项C错误。A.外侧铁轨与轮缘间产生挤压B.铁轨与轮缘间无挤压C.内侧铁轨与轮缘间产生挤压D.内、外侧铁轨与轮缘间均有挤压3.(2022江苏常州高一期末)如图所示是游乐场里的过山车,若过山车经过A、B两点的速率相同,则过山车(D)A.在A点时处于失重状态B.在B点时处于超重状态C