《生活中的圆周运动（第1课时）》课件.pptxVIP

《生活中的圆周运动（第1课时）》;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;高中物理;;(1)火车转弯处的铁轨有什么特点?

(2)火车转弯时哪些力的合力提供向心力?

(3)火车转弯时速度过大或过小,会对哪侧轨道有侧压力?

要点提示(1)火车转弯处,外轨高于内轨。

(2)重力、支持力、轨道的弹力的合力。

(3)火车转弯时速度过大会对轨道外侧有压力,速度过小会对轨道内侧有压力。;知识归纳;2.向心力分析;3.规定速度分析;4.轨道轮缘压力与火车速度的关系

(1)当火车行驶速率v等于规定速度v0时,内、外轨道对轮缘都没有侧压力。

(2)当火车行驶速度v大于规定速度v0时,火车有离心运动趋势,故外轨道对轮缘有侧压力。

(3)当火车行驶速度v小于规定速度v0时,火车有向心运动趋势,故内轨道对轮缘有侧压力。;画龙点睛火车轨道外高内低的目的是让支持力倾斜,让支持力在指向圆心方向的分力提供向心力。同理,汽车和摩托车赛道拐弯处、高速公路转弯处设计成外高内低,可以减小车轮和路面间的横向摩擦力。;迁移应用;答案(1)1×105N(2)0.1;规律方法火车转弯问题的两点注意

(1)合力的方向:火车转弯时,火车所受合力沿水平方向指向圆心,而不是沿轨道斜面向下。

(2)受力分析:火车转弯速率大于或小于规定速率时,火车受到三个力的作用,即重力、轨道的支持力和外轨或内轨对火车的侧向挤压力,侧向挤压力的方向沿轨道平面向里或向外,合力沿水平面指向圆心。;变式训练1(多选)火车在铁轨上转弯可以看作是做匀速圆周运动,火车速度提高易使外轨受损。为解决火车高速转弯时使外轨受损这一难题,你认为理论上可行的措施是()

A.减小弯道半径

B.增大弯道半径

C.适当减小内外轨道的高度差

D.适当增加内外轨道的高度差;答案BD

解析当火车速度增大时,可适当增大转弯半径或适当增加内外轨道的高度差,以减小外轨所受压力。;;要点提示(1)小球经过凹桥底部时,从两轨之间掉了下来。

(2)小球经过凸桥顶端时,没有掉下来。;知识归纳;迁移应用;点拨首先要确定汽车在何位置时对桥面的压力最大,汽车经过凹形桥面时,向心加速度方向??上,汽车处于超重状态;经过凸形桥面时,向心加速度向下,汽车处于失重状态,所以汽车经过凹形桥面最低点时,汽车对桥面的压力最大。;答案(1)10m/s(2)1.0×105N;规律方法(1)过凹形桥最低点时,汽车的加速度方向竖直向上,处于超重状态,为使对桥压力不超出最大承受力,汽车有最大行驶速度限制。

(2)汽车对桥的压力与桥对汽车的支持力是作用力与反作用力。;变式训练2如图所示,当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时,车对桥顶的压力为车重的,如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时,对桥面的压力为零,则汽车通过桥顶的速度应为()

A.15m/s B.20m/s C.25m/s D.30m/s;;知识归纳;画龙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。;迁移应用;答案90km/h汽车做离心运动或出现翻车;分析技巧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突然消失时所发生的现象,而不是离心力大于向心力的缘故。

(3)若提供向心力的合力大于需要的向心力(Fnmrω2)时,物体将做“近心运动”。;变式训练3如图是摩托车比赛转弯时的情形,转弯处路面常是外高内低,摩托车转弯有一个最大安全速度,若超过此速度,摩托车将发生滑动。对于摩托车滑动的问题,下列论述正确的是()

A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用

B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力

C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑动

D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑动;答案B

解析摩托车只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用,没有离心力,选项A错误;摩托车正确转弯时可看作是做匀速圆周运动,所受的合力等于向心力,如果向外滑动,说明提供的向心力即合力小于需要的向心力,选项B正确;摩托车将在沿线速度方向与半径向外的方向之间做离心曲线运动,选项C、D错误。