生活中的圆周运动 （第2课时） 课件【知识建构+高效助教】高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

必修二第六章6.4生活中的圆周运动如果把地球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，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是少？……新课引入火车转弯①如果铁路弯道的内外轨一样高外轨对轮缘的弹力提供火车转弯的向心力：②如果在弯道使外轨略高于内轨支持力F支与重力mg的合力指提供部分向心力：mgtanθ汽车过拱形桥①汽车过平桥时：FN=mg②汽车过凸桥时：F弹+指向圆心的力-背向圆心的力=向心力③汽车过凹桥时：重点回顾圆周的半径近似等于地球半径R。利用拱形桥模型：受力分析如图G=mgFN指向圆心的力-背向圆心的力=向心力移项：

当速度到达时，地面对汽车的支持力FN=0。v=7.9km/s完全失重状态航天器中的失重现象圆周的半径近似等于地球半径R。利用拱形桥模型：受力分析如图G=mgFN指向圆心的力-背向圆心的力=向心力当力FN=0时,航天员处于完全失重状态得:此时人对座椅的压力为零=7.9km/s航天器中的失重现象①一旦向心力突然消失（F=0），物体就沿着切线方向飞去。②在合力不足以提供所需的向心力时，物体虽然不会沿切线飞去，也会逐渐远离圆心。如果合力不足提供向心力的时候会发生什么情况？如果此时指向圆心的合外力突然消失，物体会怎么运动呢？离心运动物体做圆周运动所需的力F需提供物体做圆周运动的力F合vvvOF向F向F向重力、弹力、摩擦力等，合力或分力提供向心力。物体运动情况决定物体受力情况决定受力分析运动分析离心运动物体做离心运动的条件是什么？OF合=mω2rF合＜mω2rF

合=0①当F合=F需②当F合=0

③当F合

＜F需④当F合＞F需时，近心运动时，物体做匀速圆周运动时，物体沿切线方向飞出远离圆心时，物体做逐渐远离圆心的运动物体作离心运动的条件：0≤F合＜mω2r离心运动rOFNGf生活中的离心运动离心运动的危害例1：3D地图技术能够为无人驾驶汽车分析数据，提供操作的指令。如图所示为一段公路拐弯处的地图，则（）A．若弯道是水平的，汽车拐弯时受到重力、支持力、摩擦力和向心力B．若弯道是水平的，为防止汽车侧滑，汽车拐弯时收到的指令是让车速大一点C．若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为内（东北）高外（西南）低D．若弯道是倾斜的，为了防止汽车侧滑，道路应为外（西南）高内（东北）低D典型例题例2：如图所示为场地自行车赛的比赛情景，运动员以速度v在倾角为θ的倾斜赛道上做匀速圆周运动．已知运动员及自行车的总质量为m，做圆周运动的半径为R，将运动员和自行车看作一个整体，则（）A．受到合力的方向保持不变B．受到合力的大小为C．若运动员减速，则一定沿倾斜赛道上滑D．发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心B典型例题例3：公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处A．路面外侧高内侧低B．车速只要低于vc，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于vc，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小AC典型例题例4：如图所示，质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，当汽车经过半径为60m的弯路时，车速为20m/s.则：(1)此时汽车转弯所需要的向心力大小为多少N．(2)若轮胎与路面间的最大静摩擦力为1.4×104N，则这辆车在这个弯道会不会发生侧滑．(1)1.3×104典型例题（2）不会例5：关于如图(a)，(b)，(c)，(d)的四种圆周运动模型，下列说法正确的是（）A．图(a)中，汽车安全通过拱桥最高点时，车对桥面的压力等于车的重力B．图(b)的圆锥摆中小球做匀速圆周运动，小球受重力、弹力和向心力C．图(c)中，轻质细杆一端固定一小球,绕另一端O在竖直面内做圆周运动，在最高点小球所受合力可能为零D．图(d)中，火车以某速度经过外轨高于内轨的弯道时，车轮不可能对内外轨均无侧向压力C典型例题一、航天器中的失重现象当力FN=0时,航天员处于完全失重状态二、离心运动①一旦向心力突然消失（F=0），由于惯性物体就沿着切线方向飞去。②在合力不足以提供所需的向心力时，物体虽然不会沿切线飞去，也会逐渐远离圆心。做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。课堂小结2、物体受力情况与运动状态的关系（圆周运动时）：①当F合=F需

②当F合=0

③当F合

＜F需

④当F合

＞F需时，物体做近心运动时，物体做匀速圆周运动时，物体沿切线