高一物理必修生活中的圆周运动

高一物理必修生活中的圆周运动第1页，共40页，2023年，2月20日，星期四第2页，共40页，2023年，2月20日，星期四生活中的圆周运动水流星第3页，共40页，2023年，2月20日，星期四第4页，共40页，2023年，2月20日，星期四第5页，共40页，2023年，2月20日，星期四第6页，共40页，2023年，2月20日，星期四一、火车转弯第7页，共40页，2023年，2月20日，星期四第8页，共40页，2023年，2月20日，星期四第9页，共40页，2023年，2月20日，星期四GFN第10页，共40页，2023年，2月20日，星期四第11页，共40页，2023年，2月20日，星期四轮缘铁轨

(轨距)一、铁路的弯道

1、火车做匀速直线运动和匀速转弯运动状态是否相同？第12页，共40页，2023年，2月20日，星期四GFNF弹

2、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？a：此时火车车轮受五个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力，牵引力，阻力。b：外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。第13页，共40页，2023年，2月20日，星期四

轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！

3、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？

例1、火车速度为30m/s，弯道的半径R=900m，火车的质量m=8×105kg，转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大？第14页，共40页，2023年，2月20日，星期四

让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨对轮缘的挤压。FNGoF

4、为了减轻铁轨的受损程度，你能提出一些可行的方案吗？第15页，共40页，2023年，2月20日，星期四第16页，共40页，2023年，2月20日，星期四GFNF火车拐弯

第17页，共40页，2023年，2月20日，星期四

例2、若火车质量为m，转弯半径为r，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为θ

，请问火车的速度为多大？αFNGFα第18页，共40页，2023年，2月20日，星期四知:当v=v0时：当v>v0时：当v<v0时：轮缘不受侧向压力轮缘受到外轨向内的挤压力轮缘受到内轨向外的挤压力F弹F弹讨论:由第19页，共40页，2023年，2月20日，星期四汽车在水平面上的转弯:由静摩擦力提供向心力f静第20页，共40页，2023年，2月20日，星期四汽车转弯时的措施：把转弯处的道路修成外高内低。第21页，共40页，2023年，2月20日，星期四第22页，共40页，2023年，2月20日，星期四第23页，共40页，2023年，2月20日，星期四摩托车水平面上转弯:GFNf第24页，共40页，2023年，2月20日，星期四

FN>G，即汽车对桥的压力大于其所受重力，处于超重状态。

2、汽车过凹桥时，在最低点时，车对凹桥的压力怎样？二、拱形桥

1、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？v第25页，共40页，2023年，2月20日，星期四二、拱形桥汽车过凸桥第26页，共40页，2023年，2月20日，星期四

FN<G即汽车对桥的压力小于其所受重力，处于失重状态。

3、汽车过凸桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？v二、拱形桥第27页，共40页，2023年，2月20日，星期四

当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越小。当时，压力FN为零。处于完全失重状态。

4、汽车过凸桥时，若汽车的运动速度变大，压力如何变化？二、拱形桥第28页，共40页，2023年，2月20日，星期四

如下图所示，汽车的运动能用上面的方法求解吗？说一说F牵FNG1G2Gf第29页，共40页，2023年，2月20日，星期四思考与讨论：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，地面对车的支持力为零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……第30页，共40页，2023年，2月20日，星期四三.航天器中的失重现象在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中的宇航员，除了地球引力外，还可能受到飞船座舱对他的支持力FN由得当 时,座舱对他的支持力FN=0,航天员处于完全失重状态第31页，共40页，2023年，2月20日，星期四四、离心运动A做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。返回第32页，共40页，2023年，2月20日，星期四汽车转弯翻车:第33页，共40页，2023年，2月20日，星期四第34页，共40页，2023年，2月20日，星期四3、用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内

当离心机转得比较慢时，缩口的阻力F足以提供所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动。当离心机转得相当快时，阻力F不足以提供所需的向心力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。第35页，共40页，2023年，2月20日，星期四制作“棉花”糖的原理：

内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。第36页，共40页，2023年，2月20日，星期四

物体做圆周运动要满足什么条件？当F心合=Fn，做圆周运动当F心合=0

或F心合<Fn时受到的F心合：指向圆心方向的合力圆周运动需要的：当F合>Fn，做向心(近心)运动做离心运动第37页，共40页，2023年，2月20日，星期四

FN>G

二、凹桥小结

一、火车转弯:vFNF合G第38页，共40页，2023年，2月20日，星期四当时，压力FN为零。航天员处于完全失重状态三、凸桥v第39页，共40页，2023年，2月20日，星期四四、离心运动A

做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以