【物理】生活中的圆周运动第一课时课件-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第六章

圆周运动第4节

生活中的圆周运动课时1在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同；赛车选手在过弯时都会尽量抢占弯道内侧。你能解释其中的原因吗？1.会分析火车转弯、汽车过拱桥等实际运动问题中向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题2.了解航天器中的失重现象及原因3.观察生活中的离心现象，知道离心运动产生的原因，了解其在生活中的应用，并知道离心运动所带来的危害一、汽车转弯1、构建物理模型——汽车做什么运动？2、汽车受到哪些力的作用？3、力提供向心力？静摩擦力4、汽车转弯的最大速度和哪些因素有关？水平的圆弧形路面1.构建物理模型2、汽车受到哪些力的作用？3、什么力提供向心力？重力和支持力的合力汽车在倾斜的圆弧形路面做匀速圆周运动如果汽车速度大于或小于该值时，能否继续做匀速圆周运动？倾斜的圆弧形路面4、汽车转弯的最大速度和哪些因素有关？二、火车转弯内轨道、外轨道内轮、外轮内轮内测、内轮外侧外轮内测、外轮外侧GN.F外轨内轨思考1:

火车转弯时可看做匀速圆周运动，如果火车内外轨道一样高,向心力主要来源是什么？由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力提供。

分析：火车质量太大，靠这种办法得到向心力，轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损。结论：靠这种办法得到的向心力弊端是什么？讨论当铁轨不受侧向压力且v的影响影响因素为R与α，与m无关。思考2：火车质量为m在倾角为α、半径为R的轨道上转弯时，弯道内低外高，这样的设计有什么道理？当火车行驶速率v实际>v设计时当火车行驶速率v实际<v设计时GFNGFNFN′外轨对轮缘有侧压力内轨对轮缘有侧压力FN′思考3：公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时，也可以看做圆周运动，为什么凸形桥比凹形桥更普遍呢？三、汽车过拱形桥半径RvmgFN1.汽车过拱形桥O失重如果速度再大点会如何？汽车通过桥最高点时的向心力由什么力提供？半径RvmgFN重力和支持力的合力提供向心力2.汽车过凹形桥对汽车进行受力分析，谁来提供向心力？o超重过凹形路面该怎么做？FNmga1、航天器在发射升空（加速上升）航天器在发射升空（加速上升）时：FN－mg＝maFN=ma+mg

航天员处在超重状态。2、航天器绕地球做匀速圆周运动时当飞船距地面高度为100〜200km时，它的轨道半径近似等于地球半径

R，航天员受到的地球引力近似等于他在地面受到的重力mg。四.航天器中的失重现象除了地球引力外，航天员还可能受到飞船座舱对他的支持力FN。

航天员处于完全失重状态。如果地球的引力突然消失，航天器将做什么样的运动呢？思考：有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，这种说法对吗？为什么？不对，正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动.F合＜mω2r，OF合=mω2r，F

合=0，物体沿切线方向飞出远离圆心物体做匀速圆周运动物体做逐渐远离圆心的运动0

≤F合＜mω2rF

=F

<F

>匀速圆周运动离心运动向心运动五.离心运动1、定义：物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动。2、原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力。3、合力与向心力的关系对圆周运动的影响4、离心运动的实质：离心现象的本质是物体惯性的表现。做圆周运动的物体，由于惯性，总是有沿着圆周切线飞出去的趋向，之所以没有飞出去，是因为受到向心力的作用。从某种意义上说，向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切向方向拉回到圆周上来。五.离心运动当F＝mω2r时，物体做匀速圆周运动；当F＝0时，物体沿切线方向飞出；当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心；当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心。5.离心运动的应用和防止①洗衣机脱水②棉花糖的制作⑴离心运动的应用高速旋转的飞轮、砂轮的限速转速过高时，砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。高速转动的砂轮⑵离心运动的防止1．如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为vc时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则当汽车在该弯道处

（ ）

A．车速低于vc时，车辆就向内侧滑动

B．车速高于vc时，车辆就向外侧滑动

C．路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值变小

D．路面结冰时，与未结冰时相比，vc的值不变D2、火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动，当火车速度提高时会使轨道的外轨受损。为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是（）DA．适当增高内轨B．适当降低外轨C．减小弯道半径D．增大弯道半径3、公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”。如图所示，汽车通过凹形桥的最低点时（）A.车对桥的压力等于汽车的重力B.车对桥的压力小于桥对汽车的支持力C.汽车所需的向心力就是地面对车的支持力D.为了防止爆胎，车应低速驶过D4、如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的3/4；如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，恰好不受桥面支持力作用，则汽车通过桥顶的速度应为(g取10m/s2)（）BA.15m/s B.20m/sC.25m/s D.30