人教版高中物理必修二课件：57+生活中的圆周运动6

第五章曲线运动第七节生活中的圆周运动第五章曲线运动第七节生活中的圆周运动11.能定性分析火车轨道拐弯处外轨比内轨高的原因。2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。3.知道航天器中失重现象的本质。4.知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止。5.会用牛顿第二定律分析圆周运动。6.进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用。1.能定性分析火车轨道拐弯处外轨比内轨高的原因。2

现实生活中物体做圆周运动的例子有很多，比如：火车拐弯、汽车过拱形桥和凹形桥、航天器的失重、汽车的离心运动等，我们将分析上述现象中向心力的来源、出现失重和离心运动现象的原因等。本课时主要分析火车拐弯与汽车过拱桥时的受力情况，首先由几幅图片引导学生对火车车轮结构的观察，并提出问题，进而引出对拐弯时的火车的受力分析，找到火车拐弯时哪些力提供向心力，从而得到火车拐弯时火车应该要控制的速度；分析汽车过拱形桥和凹形桥，可以得到桥对汽车的支持力和汽车重力的合力提供向心力，从而得到汽车过桥时力、速度、加速度之间的关系。现实生活中物体做圆周运动的例子有很多，比3人教版高中物理必修二课件：54火车在水平轨道上转弯时，所需的向心力由谁提供？火车在水平轨道上转弯时，所需的向心力由谁提供5问题1：火车车轮与铁轨的构造是怎样的？轮缘一、铁路的弯道问题1：火车车轮与铁轨的构造是怎样的？轮缘一、铁路的弯道61、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目的。”2、一切真理要由学生自己获得，或由他们重新发现，至少由他们重建。3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。4、好的教师是让学生发现真理，而不只是传授知识。5、数学教学要“淡化形式，注重实质.6、“教学的艺术不在于传授本领，而在于激励、唤醒、鼓舞”。四月2412:34上午4月-2400:34April2,20247、“教师必须懂得什么该讲，什么该留着不讲，不该讲的东西就好比是学生思维的器，马上使学生在思维中出现问题。”“观察是思考和识记之母。”2024/4/20:34:5400:34:5402April20248、普通的教师告诉学生做什么，称职的教师向学生解释怎么做，出色的教师示范给学生，最优秀的教师激励学生。12:34:54上午12:34上午00:34:544月-24

1、“手和脑在一块干是创造教育的开始，手脑双全是创造教育的目7问题2：在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？这几个力的关系如何？

问题2：在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？这几个力的关8问题3：如果火车在水平弯道上转弯，试分析其受力情况及向心力的来源。GFNF外轨对轮缘的弹力这个弹力很大，会对轨道和轮缘造成损坏。如何解决这个问题？问题3：如果火车在水平弯道上转弯，试分析其受力情况及向心力的9θFN火车转弯所需的向心力的方向是在水平方向上还是在与斜面平行的方向上？GOF合θ当外轨略高于内轨时θFN火车转弯所需的向心力的方向是在水平方向上还是在与斜面平10OGFNF合θθ火车转弯时所需的向心力Fn=mv2/R若火车的速度大于或小于这个值时，轨道对轮缘有挤压吗？F合＝mgtanθ若轨道对轮缘无挤压，此时火车的速度为多大？OGFNF合θθ火车转弯时所需的向心力Fn=mv2/R11GFNθ轮缘受到外轨向内的弹力GFNθFF轮缘受到内轨向外的弹力1.当时：2.当时：GFNθ轮缘受到外轨向内的弹力GFNθFF轮缘受到内轨向外的12例1.火车以半径R=900m转弯，火车质量为8×105kg，速度为30m/s，火车轨距d=1.4m，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度h为多少？(θ

较小时tan

θ

=sinθ

)θ例1.火车以半径R=900m转弯，火车质量13FNmgFθh由力的关系得:由向心力公式得:由几何关系得:由于θ

很小，所以tanθ

≈sinθmdFNmgFθh由力的关系得:由向心力公式得:由几何关系得:由14二、拱形桥拱形桥凹形桥水平桥二、拱形桥拱形桥凹形桥水平桥问题1：汽车静止在桥上与通过平桥时，受力怎样？F压＝FN＝mg问题1：汽车静止在桥上与通过平桥时，受力怎样？F压＝FN＝m16问题2：汽车过拱形桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？mgFNmg－FN＝mv2RFN

＝mg－mv2RF压＝FN

＝mg－m汽车对桥的压力小于其所受重力，即处于失重FN

＜mg问题2：汽车过拱形桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？m17v2Rmg＝m当FN

=0

时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完全失重状态。FN＝0

时，汽车的速度为多大？v2RFN

＝mg－m问题3：汽车过拱形桥时，运动速度变大，车对凸桥的压力如何变化？mgFNv2Rmg＝m当FN=0时，汽车脱离桥18问题4：汽车过凹形桥时，在最低点时，车对凸桥的压力又怎样？FNmgv2RFN

＝mg+mv2RF压＝FN

＝mg+mv2RFN－mg＝m汽车对桥的压力大于其所受重力，即处于超重若汽车通过凹桥的速度增大，会出现什么情况？FN

＞mg问题4：汽车过凹形桥时，在最低点时，车对凸桥的压力又怎样？F19F压＝FN

＜mg失重超重F压＝FN

＝mgF压＝FN

＞mg比较三种桥面受力的情况F压＝FN＜mg失重超重F压＝FN＝mgF压＝FN＞m20例2.一辆质量m=2t的轿车，驶过半径

R=50m的一段凸形桥面，g

取10m/s2，求:(1)轿车以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大?(2)在最高点对桥面的压力等于轿车重力的一半时，车的速度大小是多少?16000N例2.一辆质量m=2t的轿车，驶过半径R=21汽车有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？mgFN汽车有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件22例3.如图所示，杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m

＝0.5kg，绳长l=80cm，g

取10m/s2，求：(1)2m/s(2)15N(1)最高点水不流出的最小速率；(2)水在最高点速率v＝4m/s时，水对桶底的压力。例3.如图所示，杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的23一、铁路的弯道轮缘受到外轨向内的弹力1.