人教版物理高中必修二《生活中的圆周运动》ppt课件

1、生活中的圆周运动的产生条件，掌握向心力公式的运用。的产生条件，掌握向心力公式的运用。1.1假设火车在程度面上转弯，其受假设火车在程度面上转弯，其受力有何特点，该特点会导致怎样的后果？力有何特点，该特点会导致怎样的后果？应该如何处理这一问题？应该如何处理这一问题？2火车在倾斜轨道上转弯时，做圆周火车在倾斜轨道上转弯时，做圆周运动的轨道平面是程度的还是倾斜的？运动的轨道平面是程度的还是倾斜的？其圆心在何处？其圆心在何处？一、铁路的弯道一、铁路的弯道结论：结论：1假设火车在程度面上转弯，火车在竖直方向上假设火车在程度面上转弯，火车在竖直方向上受重力及导轨向上的支持力，由于转弯时火车的速度方向受重力及

2、导轨向上的支持力，由于转弯时火车的速度方向在不断变化，故其一定有加速度，其合力一定不为零，即在不断变化，故其一定有加速度，其合力一定不为零，即需求向心力。那么火车转弯时是如何获得向心力的？进一需求向心力。那么火车转弯时是如何获得向心力的？进一步受力分析得出向心力步受力分析得出向心力(效果力效果力)是由轮缘和铁轨之间相互是由轮缘和铁轨之间相互挤压而产生的弹力提供的。挤压而产生的弹力提供的。由于火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大。这样由于火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大。这样的话，轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大，导致铁轨容的话，轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大，导致铁轨容易损坏，轮

3、缘也容易损坏。易损坏，轮缘也容易损坏。处理的方法有：处理的方法有：增大转弯半径；增大转弯半径；轨道面倾斜，利用支持力的分力提供额外的向心力。轨道面倾斜，利用支持力的分力提供额外的向心力。最正确方案最正确方案仅利用重力与支持力的合力提供向心力。仅利用重力与支持力的合力提供向心力。(2)火车的实践转弯轨道设计中，垫高外轨使合力提供向心火车的实践转弯轨道设计中，垫高外轨使合力提供向心力。力。火车转弯的轨道平面是程度的，其圆心在程度面上。火车转弯的轨道平面是程度的，其圆心在程度面上。提出问题：提出问题：2.如下图，假设两轨间距为如下图，假设两轨间距为d，外轨比内轨高，外轨比内轨高h，轨道转弯半径为，轨

4、道转弯半径为R，那么此处轨道的设计转弯速度为多少？假设那么此处轨道的设计转弯速度为多少？假设火车速度与设计速度不相等会怎样？火车速度与设计速度不相等会怎样？ 典型典型例题例题 二、拱形桥二、拱形桥2.分析汽车经过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力情况。仍分析汽车经过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力情况。仍设汽车的质量为设汽车的质量为m，在凹形桥上以速度，在凹形桥上以速度v行驶，桥面的圆弧半行驶，桥面的圆弧半径为径为R。 过拱桥：竖直面内运动，汽车质量为过拱桥：竖直面内运动，汽车质量为m，桥面半径为，桥面半径为R，此时速度为，此时速度为v。 汽车对桥面的压力加速度方向超重失重状态最高点 竖直向下失重最

5、低点 竖直向上超重典型典型例题例题 三、航天器中的失重景象三、航天器中的失重景象1.假设宇宙飞船质量为假设宇宙飞船质量为M，它在地球外表附近绕地球做，它在地球外表附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R，航天，航天员质量为员质量为m，宇宙飞船和航天员遭到的地球引力近似，宇宙飞船和航天员遭到的地球引力近似等于他们在地面上的重力。试求座舱对航天员的支持等于他们在地面上的重力。试求座舱对航天员的支持力。此时飞船的速度多大力。此时飞船的速度多大?经过求解，他可以得出什么经过求解，他可以得出什么结论结论? 典型典型例题例题例例4 在下面所引见的各种情

6、况中，哪种情况将出现超重景象在下面所引见的各种情况中，哪种情况将出现超重景象 荡秋千经过最低点的小孩荡秋千经过最低点的小孩 汽车过凸形桥汽车过凸形桥 汽车过凹形桥汽车过凹形桥 在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器 A. B. C. D. 四、离心运动四、离心运动1.做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢?假假设物体受的合力缺乏以提供向心力，它会怎样运动呢设物体受的合力缺乏以提供向心力，它会怎样运动呢?发表他的发表他的见解并阐明缘由。见解并阐明缘由。结论：假设向心力忽然消逝，物体由于惯性，会沿切

7、线方向飞出结论：假设向心力忽然消逝，物体由于惯性，会沿切线方向飞出去。假设物体受的合力缺乏以提供向心力，物体虽不能沿切线方去。假设物体受的合力缺乏以提供向心力，物体虽不能沿切线方向飞出去，但会逐渐远离圆心。这两种运动都叫做离心运动。向飞出去，但会逐渐远离圆心。这两种运动都叫做离心运动。2.假设物体在做圆周运动的过程中受的合力忽然变大，它会怎样假设物体在做圆周运动的过程中受的合力忽然变大，它会怎样运动呢运动呢?结论：会做近心运动。结论：会做近心运动。 物体做近心、圆周、离心运动的条件物体做近心、圆周、离心运动的条件典型典型例题例题例例5 5 杂技演员在做水流星扮演时，用绳系着装有水的水桶，在杂技演员在做水流星扮演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，假设水的质量竖直平面内做圆周运动，假设水的质量m m0.5 kg0.5