高中物理-《生活中的圆周运动》教学课件设计

§7生活中的圆周运动：【学习目标】1、知道生活中常见圆周运动，会分析常见圆周运动向心力来源2、知道航天器中失重现象的本质3、知道离心运动及其产生条件，了解离心运动的应用和防止4、通过生活中圆周运动的分析，进一步掌握运用牛顿第二定律解题的思路与方法实例一、铁路的弯道

火车转弯时实际是在做圆周运动，那么火车转弯时是如何获得向心力的

？实例研究1——火车转弯NGFN

向心力由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力提供.讨论应该如何解决这一实际问题

解决办法θNmgF合θ

练习：火车以半径R=900m转弯，火车质量为8×105kg，路基倾角为θ，且知tanθ=0.10为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车应以多大的速度安全转弯？FNmgFnθ由力的关系得：由向心力公式得：解：火车做圆周运动解以上两式得研究与讨论若火车速度与设计速度不同会怎样？外侧内侧Fθ过大时：外侧轨道与轮之间有弹力过小时：内侧轨道与轮之间有弹力需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求FN`FN`FNmgGGGFNFNFnG飞机转弯:GFFn黄石长江大桥二、汽车过桥问题二、汽车过桥问题泸定桥比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v，试分别表示最高点、最低点对桥面的压力GFNGFN凸形桥凹形桥二、汽车过桥问题思考与讨论

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，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中．

分析三、航天器中的失重现象

假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面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R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力（g=9.8m/s2

R=6400km)试求:1、此时飞船的速度多大?2、座舱对宇航员的支持力?

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3、通过求解．你可以得出什么结论?（怎样理解失重现象？）解析：(1)以宇宙飞船为研究对象，其所受重力提供其近地环绕的向心力由牛顿第二定律解得(2)以宇航员为研究对象，对其受力分析，其收到的重力与座舱对其的支持力共同提供随飞船圆周运动的向心力由牛顿第二定律解得：宇航员完全失重航天器绕地球做近似地匀速圆周运动，此时重力提供了向心力。航天器中的人随航天器一起做匀速圆周运动，其向心力也是由重力提供的，此时重力完全用来提供向心力，不对其他物体产生压力，即里面的人和物处于完全失重状态。结论三、航天器中的失重现象

1、定义：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。四、离心运动：2、物体作离心运动的条件：3、离心现象的本质——物体惯性的表现

高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的最大转速。转速过高时，砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需的向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。当堂练习1.火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力，若火车在该弯道实际运行速度为30m/s，则下列说法中正确的是（）A.仅内轨对车轮有侧压力B.仅外轨对车轮有侧压力C.内、外轨对车轮都有侧压力D.内、外轨对车轮均无侧压力A2.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是()

A.a处

B.b处

C.c处

D.d处abcdD可能飞离路面的地段应是？C处路段当堂练习本课小结生活中的圆周运动火车转弯外轨高于内轨，重力与支持力的合力可以提供向心力车过拱形桥及凹形桥拱形