6.3 向心加速度 课件 (共29张PPT) 2024-2025学年高中物理人教版（2019）必修第二册132.pptxVIP

第四节生活中的圆周运动第六章圆周运动

目录素养目标01课程导入02新课讲解03总结归纳04课堂练习05

素养目标1.会分析火车转弯、汽车过拱桥等实际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.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

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；赛车选手在过弯时都会尽量抢占弯道内侧。你能解释其中的原因吗？

新课讲解

过山车悠悠球秋千旋转木马生活中的圆周运动还有哪些？下面我们借助几个例子分析圆周运动。

一、火车转弯观察汽车过弯和火车转弯，你发现了什么嘛？它们的轮胎有什么特别的地方吗？

与汽车轮胎不同的是，火车的车轮上有突出的轮缘。火车的车轮上会什么会设置轮缘呢，想一想它的作用。轮缘

轮缘的作用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F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

思考一下：铁路弯道处，外轨略高于内轨有什么作用？转弯所需的向心力由火车所受支持力FN与自身重力G的合力提供FNGF合θ外轨略高于内轨O

OGFNF合θθF合＝mgtanθ轨道对轮缘无挤压，此时火车的速度为多大？火车转弯时所需的向心力Fn=mv2Rv＝gRtanθ若火车的速度大于或小于这个值时，轨道对轮缘有挤压吗？质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r，轨道的倾角为θ，求火车速度多大时对轨道无侧向压力。火车转弯规定临界速度:经典例题

质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r，轨道宽L，高度差为h，求火车速度多大时对轨道侧向无压力。思考:①如果v行驶v临界，情况如何？②如果v行驶v临界，情况如何？OGFNF合θθ

任何一个力或几个力的合力，其作用效果是使物体产生向心加速度，那么该力就是物体的向心力赛车车道的转弯处，路面往往也有一定的斜度为了快速过弯，摩托车手会压低车身向弯道内侧

拱形桥吊桥凸形路面凹形路面

二、汽车过拱形桥质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为r我们来分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。它们的合力就是使汽车做圆周运动的向心力F，向心加速度的方向竖直向下。汽车通过拱形桥amgFNv

amgFNvv2Rmg－FN＝mv2RFN＝mg－mv2RF压＝FN＝mg－mFN＜mg汽车对桥的压力小于其所受重力，即处于失重

amgFNv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。v2RFN＝mg－m临界速度想一想，当速度在增大时，会发生什么？

汽车静止在桥上或通过水平桥时，受力怎样？F压＝FN＝mg汽车过凹形桥时，在最低点时，车对凹形桥的压力又怎样？FNmgv2RF压＝FN＝mg+mv2RFN－mg＝mFNmg汽车对桥的压力大于其所受重力，即处于超重

用实验模拟汽车过桥

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，地面对车的支持力为零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？思考与讨论

FNmga三、航天器中的失重现象1、航天器在发射升空（加速上升）航天器在发射升空（加速上升）时：FN－mg＝maFN=ma+mg航天员处在超重状态。2、航天器绕地球做匀速圆周运动时当飞船距地面高度为100?200km时，它的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受到的重力mg。

除了地球引力外，航天员还可能受到飞船座舱对他的支持力FN。?

如果地球的引力突然消失，航天器将做什么样的运动呢？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？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.

F合＜mω2r，OF合=mω2r，F合=0，物体沿切线方向飞出远离圆心物体做匀速圆周运动物体做逐渐远离圆心的运动0≤F合＜mω2rF=FF匀速圆周运动离心运动向心运动四、离心运动

四、离心运动1、定义：物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动。2、原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力。3、合力与向心力的关系对圆周运动的影响4、离心运动的实质：离心现象的本质是物体惯性的表现。做圆周运动的物体，由于惯性，总是有沿着圆周切线飞出去的趋向，之所以没有飞出去，是因为受到向心力的作用。从某种意义上说，向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切向