必修2物理生活中的圆周运动课件

1、5.7 5.7 生活中的圆周运动生活中的圆周运动复习回顾复习回顾1、描述圆周运动快慢的物理量有哪些？、描述圆周运动快慢的物理量有哪些？2、匀速圆周运动一定是、匀速圆周运动一定是 （ 填匀速或填匀速或变速）曲线运动，一定具有变速）曲线运动，一定具有 ，需要向心力。需要向心力。 线速度、线速度、角速度、角速度、周期、周期、转数等、转数等、变速变速向心加速度向心加速度3、向心力的表达式：、向心力的表达式：同学们在生活中有哪些现象是圆周运动呢？同学们在生活中有哪些现象是圆周运动呢？222n24f =mvmrmvmrrt等。（一）知识目标：（一）知识目标： 1 1进一步加深对向心力的认识，会在实际问题中

2、进一步加深对向心力的认识，会在实际问题中分析向心力的来源。分析向心力的来源。 2.2.会分析火车转弯、汽车过桥中的向心力来源，用会分析火车转弯、汽车过桥中的向心力来源，用牛顿第二定律解决相关问题。牛顿第二定律解决相关问题。 3 3了解航天器中的失重现象及原因了解航天器中的失重现象及原因 4. 4.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害心运动的应用及危害. . 教学目标教学目标 （二）能力目标：（二）能力目标： 1学会分析圆周运动方法，会分析拱形桥、弯道等学会分析圆周运动方法，会分析拱形桥、弯道等实际的例子，培养理论联系实际的能力。

3、实际的例子，培养理论联系实际的能力。 2通过对几个圆周运动的事例分析，掌握用牛顿第通过对几个圆周运动的事例分析，掌握用牛顿第二定律分析向心力的方法。二定律分析向心力的方法。 3.培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力，培养学生独立观察、分析问题、解决问题的能力，提高学生概括总结知识的能力。提高学生概括总结知识的能力。（三）情感、态度与价值观目标：（三）情感、态度与价值观目标： 1通过向心力在具体问题中的应用，培养学生将物通过向心力在具体问题中的应用，培养学生将物理知识应用于生活和生产实践的意识。理知识应用于生活和生产实践的意识。2体会圆周运动的奥妙，培养学生学习物理知识的体会圆周运动的奥妙

4、，培养学生学习物理知识的求知欲。求知欲。火火车车转转弯弯火车在水平轨道（内外轨火车在水平轨道（内外轨道一样高）上转弯时，所道一样高）上转弯时，所需的向心力由谁提供？需的向心力由谁提供？有什么危害，怎样解决？有什么危害，怎样解决？外轨外轨内轨内轨fngf火车轨道内低外高转弯时的受力分析火车轨道内低外高转弯时的受力分析向心力来源(1)若转弯时内外轨一样高，则由若转弯时内外轨一样高，则由_对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损车轮极易受损(2)内外轨有高度差，依据规定的行驶速内外轨有高度差，依据规定的行驶速度行驶，转弯时向心力几乎完全由度行驶，转弯时向心力几

5、乎完全由_和和_ _的合力提供的合力提供.外轨外轨重力重力支持力支持力火车转弯的规定速度火车转弯的规定速度 tanrgv思考：思考：火车行驶速度大于规定的速度时，是外轨还火车行驶速度大于规定的速度时，是外轨还是内轨受到挤压易受损？小于规定的速度呢？是内轨受到挤压易受损？小于规定的速度呢？1、当火车行驶速率、当火车行驶速率 时，时，f合合=fn，内外轨道对轮缘都没有压力。，内外轨道对轮缘都没有压力。tanvrg3、当火车行驶速率、当火车行驶速率 时，时，f合合fn，内轨道对轮缘有侧压力。，内轨道对轮缘有侧压力。tanvrg2、当火车行驶速率、当火车行驶速率 时，时，f合合fn，外轨道对轮缘有侧压

6、力。，外轨道对轮缘有侧压力。tanvrg小结：小结：例例1 1、火车在半径、火车在半径r r900 m900 m的弯道转弯，火车质量的弯道转弯，火车质量为为8 810105 5 kg kg，轨道宽为，轨道宽为l l1.4 m1.4 m，外轨比内轨，外轨比内轨高高h h14 cm14 cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？的速度应为多大？( (g g取取10 m/s10 m/s2 2，（在角度很小（在角度很小时，时，tansin） ) )解析：若火车在转弯时铁轨不受挤压，即解析：若火车在转弯时铁轨不受挤压，即由重力和支持力的合力提供向心力，火车由重力

7、和支持力的合力提供向心力，火车转弯平面是水平面，火车受力如下图所示：转弯平面是水平面，火车受力如下图所示： lhd 提示提示: :若不发生侧滑，则由静摩擦力提供；若发生侧滑，若不发生侧滑，则由静摩擦力提供；若发生侧滑，则是滑动摩擦力。对轮胎产生磨损。则是滑动摩擦力。对轮胎产生磨损。提示提示：向心力是按力作用效果命名的力，可向心力是按力作用效果命名的力，可以是一个力或几个力的合力来充当。以是一个力或几个力的合力来充当。1 1、拱（凸）形桥、拱（凸）形桥2 2、凹形桥、凹形桥3 3、平面桥、平面桥f2 - nvmg fmr：竖 方；直 向当汽车速度多大时当汽车速度多大时,f,fn n=0,=0,此

8、后汽车会如何运动此后汽车会如何运动? ?()0nvgrf临界速度随随v v的增大，的增大，fn如何变化？如何变化？当当 时，汽车离开拱形桥做平抛运动，时，汽车离开拱形桥做平抛运动，（出现飞车现象）（出现飞车现象）vgrffng受受力力分分析析2nv f =mg-mr你见过你见过凹形凹形的桥吗？的桥吗？泸定桥2n2nnvffmgmrvfmgmr所以g gf fn n竖直方向竖直方向比较三种桥面受力的情况比较三种桥面受力的情况2nvfgmr2nvfgmrfn =ggggfnfnfn例例2 2、如图所示、如图所示, ,汽车质量为汽车质量为1.51.510104 4 kg, kg,以不变的速率先后驶过

9、凹形桥面和凸形桥以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面面, ,桥面圆弧半径为桥面圆弧半径为3030, ,如果桥面承受的如果桥面承受的最大压力不得超过最大压力不得超过2.02.010105 5 n,n,汽车允许的汽车允许的最大速率是多少最大速率是多少? ?汽车以此速率驶过桥面汽车以此速率驶过桥面的最小压力是多少的最小压力是多少? ?（10 m/s10 m/s2 2）v=10m/s解得55422.0 101.5 101.5 1030v代入数据：2nvfmgmr解析：汽车在凹形桥面的最低点受到的压力最大，此时解析：汽车在凹形桥面的最低点受到的压力最大，此时当汽车运动到凸形桥的最高点时，桥面对汽车的支

10、持力最小。当汽车运动到凸形桥的最高点时，桥面对汽车的支持力最小。所以汽车允许的最大速度为所以汽车允许的最大速度为10m/s。2nvmgfmr此时 2254510=1.5 10 n-1.5 10n=1.0 10 n30nvfmgmr 根据牛顿第三定律，汽车对桥面的最小压力根据牛顿第三定律，汽车对桥面的最小压力 fn=fn =1.0105n.思考与讨论思考与讨论地球可以看作一个巨大的地球可以看作一个巨大的拱形桥，地球的半径拱形桥，地球的半径r就是桥面的半径，就是桥面的半径，汽车沿南北行驶，汽车沿南北行驶，不断加速。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，请思考：会不会出现这样的

11、情况，速度大到一定程度时，地面对车的支持力是地面对车的支持力是0？此时汽车处于什么状态？驾？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？压力是多少？驾驶员此时可能有什么感觉？三三.航天器中的失重现象航天器中的失重现象 航天员在太空中作什么运动？他航天员在太空中作什么运动？他的受力情况怎样？的受力情况怎样？神舟十号聂海胜太空打坐神舟十号聂海胜太空打坐神舟五号飞船神舟五号飞船 航天员处于什么状态？座舱对航航天员处于什么状态？座舱对航天员的支持力是零吗？天员的支持力是零吗？g f= mv2/

12、rf=g mv2/r 当当v=v=grfn =0 航天员处于完全失重状态航天员处于完全失重状态f=0或或f 1.4104n既摩擦力不足以提供所需向心力既摩擦力不足以提供所需向心力所以会发生侧翻。所以会发生侧翻。1.1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶一辆卡车在丘陵地匀速行驶, ,地形如图所示地形如图所示, ,由于轮由于轮胎太旧胎太旧, ,途中爆胎途中爆胎, ,爆胎可能性最大的地段应是爆胎可能性最大的地段应是( )( ) a. a. a a处处 b. bb. b处处 c. cc. c处处 d. dd. d处处abcdd2 2、质量为、质量为4000 kg4000 kg的汽车的汽车, ,通过半径为通过半径

13、为40 m40 m的凸的凸形桥顶端时形桥顶端时, ,对桥顶的压力正好为零对桥顶的压力正好为零, ,则汽车的速则汽车的速度大小为多少？若以度大小为多少？若以10m/s10m/s的速度过桥，对桥的的速度过桥，对桥的压力是多少？压力是多少？ ( (取取10 m/s10 m/s2 2) )答案：答案：20m/s；3.0104nc、作匀速圆周运动的物体，它自己会产、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动生一个向心力，维持其作圆周运动a、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心b、

14、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心d、作离心运动的物体，是因为受到离心力、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故作用的缘故3、下列说法正确的是、下列说法正确的是 ( )b4、为了防止汽车在水平路面上转弯时出、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现现“打滑打滑”的现象，可以：的现象，可以：( ) a、增大汽车转弯时的速度、增大汽车转弯时的速度 b、减小汽车转弯时的速度、减小汽车转弯时的速度 c、增大汽车与路面间的摩擦、增大汽车与路面间的摩擦 d、减小汽车与路面间的摩擦、减小汽车与路面间的

15、摩擦 a、a、b b、a、c c、b、d d、b、cd5、下列说法中错误的有：（、下列说法中错误的有：（ ）a、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干衣服甩得更干b、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心周半径方向离开圆心c、为了防止发生事故，高速转动的砂、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速轮、飞轮等不能超过允许的最大转速d、离心水泵利用了离心运动的原理、离心水泵利用了离心运动的原理b6、汽车与路面的动摩擦因数为、汽车与路面的动摩擦因数为m ，公路，公路某转弯处半径为某转弯处半径为r（设最大静摩擦力等（设最大静摩擦力等于滑动