高中物理 5.7生活中的圆周运动（探究导学课型）课件 新人教版必修2.ppt

7生活中的圆周运动,一、铁路的弯道1.运动特点:火车转弯时实际是在做_运动,因而具有向心加速度,由于其质量巨大,所以需要很大的_力。2.向心力来源:(1)若转弯时内外轨一样高,则由_对轮缘的弹力提供向心力,这样铁轨和车轮极易受损。(2)若内外轨有高度差,依据规定的行驶速度行驶,转弯时向心力几乎完全由_和_的合力提供。,圆周,向心,外轨,重力G,支持力FN,【自我思悟】1.除了火车弯道具有内低外高的特点外,你还了解哪些道路具有这样的特点?提示:有些道路具有外高内低的特点是为了增加车辆做圆周运动的向心力,进而提高车辆的运动速度,因此一些赛车项目的赛道的弯道要做得外高内低,比如汽车、摩托车、自行车赛道的弯道,高速公路的拐弯处等。,2.火车经过弯道时,若弯道处轨道外高内低,火车对轨道一定没有侧向压力吗?提示:不一定,只有火车以规定的速度经过弯道时,才对轨道无侧向压力。,二、拱形桥,mg-FN,FN-mg,越小,越大,【自我思悟】1.汽车以同样的速度过拱桥和在平面上行驶,对路面的压力为什么不同?提示:过拱桥时,汽车具有向心加速度;经过平面时,汽车处于平衡状态。2.汽车驶过凹面桥时,对桥的压力一定大于重力吗?提示:一定。因为此时汽车的向心加速度向上,故汽车对桥的压力一定大于重力。,三、航天器中的失重现象1.向心力分析:宇航员受到的地球引力与座舱对他的支持力的合力为他提供向心力,_=2.支持力分析:FN=。3.讨论:当v=时,座舱对宇航员的支持力FN=0,宇航员处于_状态。,mg-FN,完全失重,【自我思悟】1.绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物体均处于完全失重状态,为什么?提示:绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物体具有加速度g,重力刚好全部提供向心力,处于完全失重状态。2.航天器中处于完全失重状态的物体所受合力是零吗?提示:处于完全失重状态的物体具有加速度,合力为mg。,四、离心运动1.定义:物体沿切线飞出或做_圆心的运动。2.原因:向心力突然_或合外力不足以提供_。3.应用:洗衣机的_,制作无缝钢管、水泥管道、水泥电线杆等。,逐渐远离,消失,所需向心力,脱水筒,【自我思悟】雨天,当你旋转自己的雨伞时,会发现水滴沿着伞的边缘切线飞出,你能说出其中的原因吗?提示:旋转雨伞时,雨滴也随着运动起来,但伞面上的雨滴受到的力不足以提供其做圆周运动的向心力,雨滴由于惯性要保持其原来的速度方向而沿切线方向飞出。,一、火车拐弯问题深化理解1.火车车轮的特点:火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨上运行时,车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面,这种结构特点,主要是避免火车运行时脱轨,如图所示。,2.圆周平面的特点:弯道处外轨高于内轨,但火车在行驶过程中,重心高度不变,即火车的重心轨迹在同一水平面内,火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心。,3.向心力的来源分析:火车速度合适时,火车受重力和支持力作用,火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供,合力沿水平方向,大小F=mgtan。4.规定速度分析:若火车转弯时只受重力和支持力作用,不受轨道压力,则mgtan=,可得v0=。(R为弯道半径,为轨道所在平面与水平面的夹角,v0为转弯处的规定速度),5.轨道压力分析:(1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时,所需向心力仅由重力和弹力的合力提供,此时火车对内外轨道无挤压作用。(2)当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时,火车所需向心力不再仅由重力和弹力的合力提供,此时内外轨道对火车轮缘有挤压作用,具体情况如下。当火车行驶速度vv0时,外轨道对轮缘有侧压力。当火车行驶速度vmr2(或),即“提供”大于“需要”,物体做半径变小的近心运动。(3)若Fn45，D错。,【补偿训练】一质量为m的小物块沿半径为R的竖直圆弧轨道下滑，滑到最低点时的速度为v，若小物块与轨道间的动摩擦因数为，则当小物块滑到最低点