圆周运动的应用课件【 核心精讲+备课精研+高效课堂 】 高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册

第五节圆周运动的应用一、气体分子速度大小的测定

1920年，史特恩应用圆周运动规律测定气体分子的速率。圆周运动的应用第五节研究对象运动状态运动时间等时性气体分子速率气体分子圆筒匀速直线运动匀速转动圆周运动的应用第五节问题思考为什么雨天汽车转弯时更容易发生侧滑？二、汽车转弯汽车在水平路面转弯时，有向外侧滑出的趋势，地面对车轮有指向内侧的静摩擦力，这个力提供汽车转弯时所需的向心力。Ff静课堂活动：典型例题1：质量为m＝60t的火车以v＝10m/s的速度匀速率通过一段半径r＝100m的圆形水平弯道。（1）若两条轨道高度相同，求轮缘受到的压力大小；（2）要使轮缘不受侧向压力，应该如何设计轨道？圆周运动的应用第五节F轮F′课堂活动：典型例题1：质量为m＝60t的火车以v＝10m/s的速度匀速率通过一段半径r＝100m的圆形水平弯道。（2）要使轮缘不受侧向压力，应该如何设计轨道？圆周运动的应用第五节（2）火车重力与铁轨对火车支持力的合力提供向心力让外轨高于内轨，使轨道平面与水平面保持倾角为5.71°圆周运动的应用第五节三、火车转弯

在修建铁路转弯道时，通常使轨道平面与水平面保持一个倾角，让外轨高于内轨，这样，火车重力与铁轨对火车支持力的合力提供火车转弯时所需的向心力。圆周运动的应用第五节四、离心现象1、做圆周运动的物体，如果受到的力不足以提供所需的向心力，物体就会远离圆心，这就是离心现象。2、如果汽车转弯时的速率大、或转弯半径小、或雨天路面湿滑，静摩擦力不足以提供向心力，汽车将向外滑出发生事故。F＝0F＝mω2rF＜mω2r课堂活动：典型例题2：一辆质量m＝2×103kg的汽车以v＝20m/s的速度驶过半径为r＝50m的圆环形水平车道，这辆汽车会不会发生侧滑？已知轮胎与路面间的最大静摩擦力Ff静大＝1.4×104N。圆周运动的应用第五节GFNF静汽车以该速度转弯所需的向心力为课堂活动：典型例题3：如图，圆盘可绕通过中心且垂直于盘面的竖直轴匀速转动，角速度为ω，质量为m的木块与转轴之间距离为r，木块与圆盘之间的最大静摩擦力为Ff静大。分析木块相对于圆盘不发生滑动需要满足的条件。圆周运动的应用第五节GFNF静圆盘对木块的静摩擦力提供向心力木块相对于圆盘不发生滑动，静摩擦力足以提供转动时所需的向心力即：Ff≥F向＝mω2r又Ff静大≥Ff故不发生滑动的条件：Ff静大≥mω2r课堂活动：典型例题4：如图，半径为r的圆桶绕竖直中心轴匀速转动，角速度为ω，质量为m的物体靠在圆桶内壁与圆桶保持相对静止，它与圆桶的动摩擦因数为μ。分析物体相对于圆桶内壁不下滑需要满足的条件。圆周运动的应用第五节GFf静FN圆桶对物体的弹力提供向心力FN＝mω2r竖直方向上物体不下滑，Ff静＝G又Ff静大＝Ff＝μFNω越大，FN越大，Ff静大越大，物体越不容易下滑μFN＝μmω2r＝mg故不下滑的条件是课堂活动：典型例题5：质量为800kg的汽车驶上圆弧半径r为50m的拱形桥，以多大速率经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力？圆周运动的应用第五节vG腾空时车对桥没有压力，桥对车也没有支持力，此时车的重力提供向心力课堂活动：典型例题6：如图，过山车模型的圆轨道半径r，不计一切摩擦，为保证过山车能沿圆轨道安全经过最高点，过山车到达最高点