生活中的圆周运动课件-高一下学期物理人教版2

6.4生活中的圆周运动提供物体做圆周运动的力做圆周运动的物体所需的力从“供”“需”两方面研究生活中做圆周运动的物体由物体受力情况决定由物体的运动情况决定=“供需”平衡物体做匀速圆周运动本节课牛顿第二定律F=ma的应用向心力公式深化理解新课导入在铁路弯道处，铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同,为什么这样设计呢？1、火车转弯是什么力提供向心力？<1>火车车轮构造铁轨踏面轮缘O<2>内轨，外轨一样高时，什么力提供火车所需的向心力？外轨内轨<3>火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大。挤压的后果会怎样?

新课导入

内侧轨道外侧轨道水平线火车转弯时的轨迹可以视为一段小圆弧，故我们可以将火车的转弯视为很小的一段圆周运动。将火车的转弯视为很小的一段圆周运动，满足圆周运动的规律，可以用圆周运动的方法分析。新课导入内外轨同高时物理模型轮缘FNGF外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大。易损坏铁轨.内外轨不同高时铁路的弯道——外轨高于内轨FNGF合θO与斜面平行的方向上向心力的方向水平方向上定量分析FNGOFNGOFF轮缘受到外轨向内的弹力轮缘受到内轨向外的弹力小结FNGF合θOhLθ很小时,sinθ=tanθθ轨道对轮缘无挤压轮缘受到外轨向内的弹力轮缘受到内轨向外的弹力补充飞机转弯飞机转弯过程类似于火车转弯汽车转弯的情况是不是也类似于火车和飞机呢？F升Fnmg汽车转弯汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢?OmgFNFfR07汽车转弯:向心力来源OmgFNFfR汽车侧向所受的静摩擦力提供向心力当静摩擦力为最大静摩擦力（认为最大静摩擦等于滑动摩擦力）时:汽车转弯的半径一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也越大小结OmgFNFfR当汽车转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。改进措施:1.增大转弯半径2.增加路面的粗糙程度3.最重要的一点:司机应该减速慢行4.增加路面高度差——外高内低实例公里路和赛道转弯处一般都修成外高内低。NFnmg为了保证汽车过桥时汽车和桥梁的安全，在桥梁的设计上有没有要求？思考NFnmg讨论：如果倾斜路面是光滑的，汽车还能转弯吗？如果能，对速度有什么要求？汽车向外圈滑动汽车向内圈滑动内外轨不同高时FNGF合θO若轨道对轮缘无挤压，此时火车的速度为多大？轨道对轮缘无挤压，FN和G的合力提供向心力F合＝mgtanθ

=

Fn

得若火车的速度大于或小于这个值时，火车受力情况会发生变化吗？汽车过桥问题汽车过桥问题AB车在桥上那个位置时容易塌？如果车在B位置，不会发生坍塌，那么在A位置时，肯定也不会坍塌。所以只要我们知道B位置的最大压力，那就可以知道整座桥的了。因此我们只研究B位置的压力情况即可，即桥的最高点。汽车过桥问题FNG思考：汽车过平桥时，车对桥的压力怎样？由二力平衡：FN=G汽车过桥问题

V

思考：汽车过凸桥时，在最高点时，车对桥的压力该怎样分析？GFNOr汽车过拱形桥时的运动可以看作圆周运动汽车过桥问题GFN指向圆心的力背向圆心的力=向心力

V

移项：根据牛顿第三定律：根据牛顿第二定律：F合=ma汽车过桥问题汽车对桥的压力小于汽车的重量G，而且汽车的速度越大，汽车对桥的压力越小。试分析，当汽车的速度不断增大时，会发生什么现象？时，桥面对车无压力时，汽车已经脱离桥面，易发生危险安全汽车过桥问题思考：汽车过凹桥时，在最低点时，车对凹桥的压力怎样？GFN移项：指向圆心的力背向圆心的力=向心力牛顿第三定律：汽车过桥问题

当汽车的速度不断增大时，压力增加。当压力过大时，汽车将压坏路面或爆胎。汽车通过凹形桥面的最低点时,车对地面的压力比汽车所受的重力大，这样车就不容易被水冲走了。汽车过桥问题失重超重平桥FNGGFN凸形桥最高点GFNa凹形桥最低点a汽车过桥问题新知讲解思考讨论地球可以看作一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径R（约为6400km）。地面上有一辆汽车在行驶，所受重力G＝mg，地面对它的支持力是FN根据上面的分析，汽车速度越大，地面对它的支持力就越小。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？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F

合=0

，物体沿切线方向飞出远离圆心F合＜mω2r，物体做逐渐远离圆心的运动F合=

mω2r，物体做匀速圆周运动F合>mω2r，物体做逐渐靠近圆心的运动离心运动课堂