6.4生活中的圆周运动课件高一下学期物理人教版

第六章圆周运动6.4生活中的圆周运动思考与讨论：火车转弯时外轨与内轨的高度一样吗?火车的车轮设计有什么特点?汽车过拱形桥汽车过拱形桥汽车过凸形桥汽车过凹形桥受力分析向心力Fn=________=mFn=________=m汽车过凸形桥汽车过凹形桥对桥的压力FN‘=____________FN'=____________结论汽车对桥的压力小于汽车的重力,而且汽车速度越大,对桥的压力_________汽车对桥的压力大于汽车的重力,而且汽车速度越大,对桥的压力_________汽车过拱形桥时的运动也可以看作圆周运动。质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为

r，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。Or桥对车的支持力：车对桥的压力：由此可得，汽车对桥的压力FN′小于汽车所受的重力G，而且汽车的速度越大，汽车对桥的压力越小。1.拱形桥面失重Or汽车过拱形桥时的运动也可以看作圆周运动。质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为

r，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。当桥对车的支持力FN刚好等于零时，即此时车刚刚离开桥面，有：此后车离开桥面，做平抛运动，直至落回水平地面。公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形路面，也叫“过水路面”。汽车通过凹形路面的最低点时，车对地面的压力比汽车所受的重力大些还是小些？Or故汽车通过凹形路面的最低点时，车对地面的压力比汽车所受的重力要大一些。2.凹形桥面超重航天器中的失重现象

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0？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？驾驶员躯体各部分之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？1、航天器在发射升空（加速上升）航天器在发射升空（加速上升）时：FN－mg＝maFN=ma+mg航天员处在超重状态。2、航天器绕地球做匀速圆周运动时当飞船距地面高度为100〜200km时，它的轨道半径近似等于地球半径R，航天员受到的地球引力近似等于他在地面受到的重力mg。除了地球引力外，航天员还可能受到飞船座舱对他的支持力FN。

离心运动1.定义:物体沿

飞出或做逐渐远离圆心的运动。2.原因:向心力突然消失或

提供所需要的向心力。切线方向合外力不足以一、火车转弯1.铁路的弯道(1)如果铁路弯道的内外轨一样高,外侧车轮的轮缘挤压外轨,使外轨发生弹性形变,外轨对轮缘的弹力就是火车转弯的向心力,如图甲所示,但是火车的质量很大,靠这种办法得到向心力,轮缘与外缘间的相互作用力太大,铁轨和车轮极易受损。(2)如果在弯道处使外轨略高于内轨,如图乙所示,火车转弯时铁轨对火车的支持力F、的方向不再是竖直的,而是指向斜向弯道的内侧,它与重力的合力指向圆心,为火车转弯提供了全部或部分向心力,减轻了轮缘与外轨的挤压。2.火车转弯时的规定速度:(1)相关物理量:若火车转弯时的向心力完全由重力mg和支持力FN的合力提供,设内、外轨间的距离为L,两轨高度差为h,火车转弯半径为R,火车的质量为m。(2)速度关系1.当火车转弯时的速度v=v0时,轮缘对内、外轨均无侧向压力。2当火车转弯速度v>v0时,外轨对轮缘有向里的侧压力。3当火车转弯速度v<v0时,内轨对轮缘有向外的侧压力思考与讨论：情境:高速列车通过如图所示的弯道时做匀速圆周运动(1)高速列车转弯处的铁轨有什么特点以及转弯时哪些力提供向心力?(科学思维)转弯处铁轨外高内低;转弯时由重力和支持力的合力提供向心力。(2)高速列车转弯时速度过大或过小,会对哪侧的轨道有侧压力?(科学思维)①速度过大,对外侧轨道有侧压力。②速度过小,对内侧轨道有侧压力。1.离心运动的条件:做圆周运动的物体,提供向心力的外力突然消失或者外力不能提供足够大的向心力。2.离心运动、近心运动的判断:物体做圆周运动时出现离心运动还是近心运动,由实际提供的合力F合和所需向心力

的大小关系决定条件运动情况F合=mω2r“提供”满足“需要”,物体做圆周运动F合＞mω2r“提供”大于“需要”,物体做近心运动F合＜mω2r“提供”不足,物体做离心运动学以致用-练习巩固1.当汽车驶向一拱形桥时，为使在通过桥顶时，减小汽车对桥的压力，司机应（）A.以尽可能小的速度通过桥顶B.增大速度通过桥顶C.以任何速度匀速通过桥顶D.使通过桥顶的向心加速度尽可能小B2.一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列正确的是()A.汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力B.汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104NC.汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2D3.如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的3/4；如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，恰好不受桥面支持力作用，则汽车通过桥顶的速度应为(g取10m/s2)（）A.15m/s B.20m/sC.25m/s D.30m/sB4.如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动．若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是(

)A．若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pb做离心运动B．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C．若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做近心运动D．若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动D5.在“天宫二号”中工作的航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析正确的是(

)A．失重就是航天员不受力的作用B．失重的原因是航天器离地球太远，从而摆脱了地球引力的束缚C．失重是航天器中独有的现象，在地球上不可能存在失重现象D．正是由于引力的存在，才使航天员有可能做环绕地球的圆周运动D6.如图所示，一个质量为m的小球（可视为质点）以某一初速度从A点水平抛出，恰好从圆管BCD的B点沿切线方向进入圆弧，经BCD从圆