6.4+生活中的圆周运动+课件+【高效课堂精研】高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

6.4生活中的圆周运动

人教版

高中物理必修二火车转弯02“空杯起球”实验01汽车转弯03汽车过拱形桥04空杯起球实验PART01“空杯起球”实验展示引入课堂火车转弯PART02如果你自己就是工程师，能否让火车运行的更加安全

问题1：作为工程师的我们，首先思考一下，火车在转弯的过程中做的是什么运动？做这种运动的条件是什么呢？问题与思考匀速圆周运动条件：物体所受合力充当圆周运动所需的向心力。

问题2：请工程师们讨论一下，在设计转弯处的铁轨时，先从力学的角度考虑提供，还是先从运动学的角度考虑需要呢？问题与思考

问题2：请工程师们讨论一下，在设计转弯处的铁轨时，先从力学的角度考虑提供，还是先从运动学的角度考虑需要呢？问题与思考

对于铁路的弯道，火车的行驶手册中对转弯的半径和运行的速度都有明确的要求，因此，先从运动学的角度考虑，其需要的向心力是确定的。

问题3：请各位工程师结合桌面上模型分析一下，如果铁路弯道的内外轨一样高，火车转弯过程中需要的向心力由谁来提供？问题与思考轮缘问题与思考

问题3：请各位工程师结合桌面上模型分析一下，如果铁路弯道的内外轨一样高，火车转弯过程中需要的向心力由谁来提供？问题与思考GFNF外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大。问题与思考

问题4：基于铁轨耐正压不耐侧压的特性，请工程师们思考应该如何改进，并说明这样做的好处是什么？倾斜

外轨略高于内轨减小侧向弹力θFNGO问题与思考

问题5：请工程师们思考火车抬高的角度是任意的吗？如果不是，外轨抬高的角度与什么有关呢？试通过计算说明。OGFNF合θθF合＝mgtanθ火车转弯时所需的向心力Fn=

m

v2Rtanθ=

v2gR问题与思考

问题6：对于已经垫高适当角度的铁轨，若司机不按照规定的速度行驶，请工程师们讨论一下，从供需关系的角度分析，猜想火车会挤压哪一侧的轨道？

当v＜gRtanθ

：

当v＞gRtanθ

：速度过大时，轮缘受到外轨向内的弹力速度过小时，轮缘受到内轨向外的弹力

中国高铁高速发展，高铁建设里程近四万公里

试分析，高速列车若仍用原火车原线路运行，有风险吗？汽车转弯PART03OmgFNFf问题与思考01汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢?汽车在水平路面上转弯所需要的向心力来源:汽车侧向所受的静摩擦力。OmgFNFf当汽车转弯的半径一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也越大,静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩擦力时:向心力来源02由此可见:当汽车转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。改进措施:1.增大转弯半径2.增加路面的粗糙程度3.最重要的一点:司机应该减速慢行4.增加路面高度差——外高内低问题与思考03高速路和赛道转弯处修成倾斜的，外高内低。NFnmg汽车转弯汽车过拱形桥PART0424问题1：汽车过拱形桥时，在最高点时，车对拱形桥的压力怎样？mgFNv2Rmg－FN＝m汽车对桥的压力小于其所受重力，即处于失重状态F压

＜mg问题与探究01v2Rmg＝m当FN

=0

时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完全失重状态。FN＝0

时，汽车的速度为多大？v2RFN

＝mg－m问题2：汽车过拱形桥时，运动速度变大，车对拱桥的压力如何变化？mgFN问题与探究01演示实验

利用自制教具“凹凸桥演示器”进行验证，增大小球速度使得从桥面飞离做平抛运动的现象。

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