高一物理必修2 生活中圆周运动 2ppt (2)

1、一一 火车转弯火车转弯认识铁路的弯道和车轮的特点GFNa a：此时火车受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的侧向弹力。：此时火车受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的侧向弹力。b b：258 10 N=vFmrn nFNGoF20vFmrn n=tan=Fmg合合0tan=vgr(LHF弹弹F弹弹0tan=vgr讨论讨论:由由随堂练习1、在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内、在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了轨，这是为了( ) A减轻火车轮子挤压外轨减轻火车轮子挤压外轨 B减轻火车轮子挤压内轨减轻火车轮子挤压内轨 C使火车车身倾斜，利用重力和支持力的使火车车身倾斜，利用重力和支持力的

2、合力提供转弯所需向心力合力提供转弯所需向心力 D限制火车向外脱轨限制火车向外脱轨ACD(LHv2NvFGmr-=FNG2NvFG mr=+vGFN2Nvmg Fmr-=2NvFmg mr=-vgr=2NvFGmr=-v思考 三三 航天器中的失重现象航天器中的失重现象 在绕地球做匀速圆周运动的宇在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中的宇航员，除了地球宙飞船中的宇航员，除了地球引力外，还可能受到飞船座舱引力外，还可能受到飞船座舱对他的支持力对他的支持力FN2NvmgFmr-=2NvFmgmr=-=vgr当当时时,座舱对他的支持力座舱对他的支持力FN=0,航天员处于完全失重状态航天员处于完全失重状态2F

3、mrw=0F =2FmrwA 或或洗衣机脱水桶离心脱骨机离心干燥器离心干燥器制作制作“棉花棉花”糖的原理：糖的原理： 内筒与洗衣机的脱内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。雪白，像一团团棉花。工业应用 制作无缝钢管、水泥管道、玻璃管、水泥电线杆等等高速转动的砂轮、飞轮高速转动的砂轮

4、、飞轮等，都不得超过允许的等，都不得超过允许的最大转速。转速过高时，最大转速。转速过高时，砂轮、飞轮内部分子间砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提的相互作用力不足以提供所需向心力，离心运供所需向心力，离心运动会使它们破裂，酿成动会使它们破裂，酿成事故。事故。3 3、航天器中的失重现象航天器中的失重现象2 2、小车过桥小车过桥1 1、火车转弯火车转弯4 4、离心运动的利用与防止离心运动的利用与防止v2NvFGmr-=2NvFGmr=+FNG tanmg2vmrtanvgrtan2vgr航天员处于完全失重状态航天员处于完全失重状态vgr=2=-NvFGmr2NvFGmr-=GFNv68 问题与

5、练习参考解答：问题与练习参考解答：1.解解：小螺丝钉做匀速圆周运动所需要的小螺丝钉做匀速圆周运动所需要的向心力向心力F由转由转盘提供，盘提供，根据牛顿第三运动定律，小螺丝钉将给转盘根据牛顿第三运动定律，小螺丝钉将给转盘向外的作用力，转盘在这个力的作用下，将对转轴产向外的作用力，转盘在这个力的作用下，将对转轴产生作用力，大小也是生作用力，大小也是F。 F=m r 42n2=78 877N=2.解：解：假设汽车不发生侧滑，完全由假设汽车不发生侧滑，完全由静摩擦力提供向心静摩擦力提供向心力。力。而需要的向心力的最大值，根据牛顿第二运动定而需要的向心力的最大值，根据牛顿第二运动定律，为律，为：F= m

6、 v2/r=1.6104N1.4104N所以静摩擦力不足以提供相应的向心力，汽车以所以静摩擦力不足以提供相应的向心力，汽车以72Km/h的速度拐弯时，的速度拐弯时，将会发生侧滑将会发生侧滑57.89 10 N3.解解：（：（1）汽车在桥顶部做圆周运动，重力）汽车在桥顶部做圆周运动，重力G和支持和支持力力FN的合力提供向心力，即的合力提供向心力，即 GFN= m v2/r得汽车所受支持力得汽车所受支持力FN=Gm v2/r = 7440N根据牛顿第三运动定律得，汽车对桥顶的压力大小也根据牛顿第三运动定律得，汽车对桥顶的压力大小也是是7440N。（2）根据题意，汽车对桥顶没有压力时，即）根据题意，

7、汽车对桥顶没有压力时，即FN=0，对，对应的速度为应的速度为V， = 22.1m=79.6Km/h。（3）汽车在桥顶做圆周运动，重力）汽车在桥顶做圆周运动，重力G和支持力和支持力FN的合的合力提供向心力，力提供向心力，即即 GFN= m v2/r，汽车所受支持力汽车所受支持力 FN=Gm v2/r，对于相同的行驶速度，拱桥圆弧半径越大，桥面所受对于相同的行驶速度，拱桥圆弧半径越大，桥面所受压力越大，汽车行驶越安全。压力越大，汽车行驶越安全。（4）根据第二问的结果，对应的速度为）根据第二问的结果，对应的速度为V0， 得得V0=7.9Km/svgr=vgr4.解解：设小孩的质量为设小孩的质量为m，

8、小孩到绳子的悬点的距离为，小孩到绳子的悬点的距离为L，小孩运动到最低点的速度大小为小孩运动到最低点的速度大小为v，小孩在最低点受，小孩在最低点受到支持力为到支持力为FN。将最低点的重力势能定为。将最低点的重力势能定为0，以最高，以最高点为初状态，根据机械能守恒定律点为初状态，根据机械能守恒定律(或动能定理或动能定理)得得:mgL(1-cos60)= m v2/2根据牛顿运动定律得根据牛顿运动定律得: FNmg= m v2/L解得解得 FN=mg 1+2(1-cos60)=2mg=490N根据牛顿第三运动定律可知，秋千板摆到电低点时根据牛顿第三运动定律可知，秋千板摆到电低点时，小孩对秋千板的小孩对秋千板的压力大小为压力大小为490N。5.解：解：设物体的的质量为设物体的的质量为m，物体运动到圆轨道的最高点的，物体运动到圆轨道的最高点的速度为速度为v，受到圆轨道的压力为，受到圆轨道的压力为FN。将物体在圆轨道最。将物体在圆轨道最高点的重力势能定为高点的重力势能定为0，以开始滚下点点为初状态，以开