生活中的圆周运动课件PPT课件

1、教学目标 1.能够分析生活中圆周运动问题的向心力的来源。2.了解航天器中的失重现象及其原因。3.知道离心运动的条件、应用和危害。第1页/共30页1.物体做匀速圆周运动的条件？物体做匀速圆周运动的条件？2.向心力的表达式？向心力的表达式？3.向心力的方向？向心力的方向？第2页/共30页1.1.在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？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？这几个力的关系如何？ 第3页/共30页GFnF第4页/共30页第5页/共30页第6页/共30页FNGoF第7页/共30页第8页/共30页当外轨略高于内轨时当外轨略高于内轨时火车转弯时所需的火车转弯时所需的向心

2、力是由向心力是由G G和和F FN N的合力提供。的合力提供。火车受力分析/vgRh LhFL火车规定的行驶速度火车规定的行驶速度F=mgtan=mvF=mgtan=mv2 2/R/RNG G第9页/共30页F弹F弹0tan=vgr讨论:由第10页/共30页列车速度过快,造成翻车事故第11页/共30页学生活动学生活动 结合结合“平衡状态平衡状态”受力分析受力分析GFN第12页/共30页1、汽车过拱桥质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥，求汽车在桥顶时对路面的压力是多大?实例研究实例研究汽车过桥汽车过桥第13页/共30页（1）过拱形桥顶求汽车以速度求汽车以速度v v过半径为过半径为r

3、 r的拱形桥的拱形桥 时对拱桥的压力？时对拱桥的压力？GF FN NV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：G GF FN N=mv=mv2 2/R/R当当 时汽车对桥的压力为零时汽车对桥的压力为零. .（临界速度临界速度）由于由于a a竖直向下，属于失重现象。竖直向下，属于失重现象。vg RF FN N=G=Gmvmv2 2/R/R第14页/共30页你见过凹形桥吗?泸定桥第15页/共30页（2）过凹形桥底求汽车过凹形路段最低点时对路面求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力的压力? ?分析: :分析：G G和F FN N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律

4、得：F FN NG=mvG=mv2 2/R/RF FN N=G+mv=G+mv2 2/RG/RG可见汽车的速度越大对桥的压力越大。由于可见汽车的速度越大对桥的压力越大。由于a a竖直竖直向上向上, ,属于超重现象。属于超重现象。第16页/共30页思考与讨论思考与讨论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零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中 第17页/共30页F向=mg-FN=mv2/RFN=mg-mv2/R当当 时，座舱对航天员的支持力时，

5、座舱对航天员的支持力FN=0FN=0，航天，航天员处于失重状态。员处于失重状态。C:UsersmengyanDesktopC:UsersmengyanDesktop拍客拍客 我国首次太我国首次太空授课举行空授课举行 王亚平喝水球润嗓王亚平喝水球润嗓.flv.flvvgRskmsm/9 . 7/100064008 . 9gRv第18页/共30页第19页/共30页制作制作“棉花棉花”糖糖洗衣机脱水桶洗衣机脱水桶C:UsersmengyanDesktop洗衣机脱洗衣机脱水桶水桶.MPG第20页/共30页 或或第21页/共30页离心运动的危害离心运动的危害汽车转弯时速度过大汽车转弯时速度过大,会因为离

6、心运会因为离心运动造成交通事故。动造成交通事故。第22页/共30页巩固练习：巩固练习：知识点一火车转弯问题知识点一火车转弯问题1 1在某转弯处，规定火车行驶的速率为在某转弯处，规定火车行驶的速率为v0v0，则下，则下列说法中正确的是列说法中正确的是( () )A A当火车以速率当火车以速率v v0 0行驶时，火车的重力与支持力行驶时，火车的重力与支持力 的合力方向一定沿水平方向的合力方向一定沿水平方向; ;B B当火车的速率当火车的速率vvvv0 0时，火车对外轨有向外的侧时，火车对外轨有向外的侧 向压力向压力; ;C C当火车的当火车的 速率速率vvvv0 0时，火车对内轨有向内的时，火车对

7、内轨有向内的挤压力挤压力; ;D D当火车的速率当火车的速率vvvv0 0时，火车对内轨有向内侧的时，火车对内轨有向内侧的压力压力. .ABD第23页/共30页知识点二汽车过桥问题2. 汽车驶向一凸形桥，为了在通过桥顶时，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适当增大速度通过 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B第24页/共30页知识点三圆周运动中的超重、失重现象3.在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象()小孩荡秋千经过最低点汽车过凸形桥汽车过凹形桥 在绕地球做匀速圆周运动 的飞船中的仪器A B C DB第25页/共30页知识点四离

8、心运动4下列关于离心现象的说法正确的是()A当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失 后，物体将做背离圆心的圆周运动C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都 突然消失后，物体将沿切线方向做匀速直线运动D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动C第26页/共30页最佳设计方案最佳设计方案火车以半径R=900 m转弯,火车质量为8105kg ,速度为30m/s,火车轨距l=1.4 m,要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力,轨道应该垫的高度h?(较小时tan=sin)FNmgFhtanmgFsinlhRvmF2由力的关系得:由向心力公式得:由几何关系得:解：Rglvh2=0.14m第27