人教版必修2高中物理生活中的圆周运动(课件).ppt

8.生活中的圆周运动,建昌三高中颜玲玲,复习旧课,什么是向心力？它的大小和方向如何？物体做匀速圆周运动向心力的来源？请举例说明。,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？,一.铁路的弯道,那火车转弯时情况会有何不同呢？转弯与直进有何不同？画出受力示意图，并结合运动情况分析各力的关系。,车轮介绍,注意观察铁轨弯道的特点,当外轨略高于内轨时,火车转弯时所需的向心力是由g和fn的合力提供。,火车受力分析,h,f,l,火车规定的行驶速度,f=mgtan=mv2/r,学生练习,质量m=100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面夹角为300.弯道半径r=45m.1、当火车的速度v1=10m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?,2、当火车的速度v2=15m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?3、当火车的速度v3=20m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?,【师生互动分析】,1、当火车转弯时的速率等于规定（临界速度）时，内、外轨道对车轮（轮缘）都没有侧压力，为理想转弯速度。2、当火车转弯时的速率小于规定（临界速度）时，内轨道对车轮（轮缘）有侧压力。内轨易损坏。3、当火车转弯时的速率大于规定（临界速度）时，外轨道对车轮（轮缘）有侧压力。外轨易损坏。,二.拱形桥,学生活动结合“平衡状态”受力分析,（1）过拱形桥顶,求汽车以速度v过半径为r的拱形桥时对拱桥的压力？,分析：g和fn的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：,gfn=mv2/r,当时汽车对桥的压力为零.（临界速度）由于a竖直向下，属于失重现象。,fn=gmv2/r,（2）过凹形桥底,求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力?,分析:分析：g和fn的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：,fng=mv2/r,fn=g+mv2/rg,可见汽车的速度越大对桥的压力越大。由于a竖直向上,属于超重现象。,三、航天器中的失重现象,思考与讨论地球可以看做一个巨大的拱形桥。汽车沿南北行驶，不断加速。请思考：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？此时汽车处于什么状态？驾驶员与座椅间的压力是多少？驾驶员躯体各部分间的压力是多少？驾驶员此时可能有什么感觉？,当飞船距地面高度为一、二百千米时，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测得的体重，除此之外，他还可能受到飞船座舱对他的支持力fn，引力与支持力的合力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力。,f向=mg-fn=mv2/r,fn=mg-mv2/r,当时，座舱对航天员的支持力fn=0，航天员处于失重状态。,1、离心现象：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。,四、离心现象,2、物体作离心运动的条件,f合=0f合f向,3、离心运动的应用,制作“棉花”糖,洗衣机脱水桶,4、离心运动的危害,汽车转弯时速度过大,会因为离心运动造成交通事故。,课堂小结,本节课通过几个典型实例的分析，进一步认识了匀速圆周运动的一些特点，以及在生活中的具体应用，得出了这类问题的具体解题步骤和注意事项。1.明确研究对象，进行受力分析。2.分析哪些力提供了向心力。3.列方程求解。4.对结果进行必要的讨论分析。,选择题1、在水平面上转弯的汽车，向心力是（）a、静摩擦力b、重力与支持力的合力c、滑动摩擦力d、重力、支持力、牵引力的合力,作业,2、用细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是（）a、小球过最高