人教版高中物理必修2第五章 曲线运动1. 曲线运动课件(4).ppt

1、第五章,曲线运动,第七节生活中的圆周运动,学习目标,知识导图,课前预习,1火车在弯道上的运动特点火车在弯道上运动时做_运动，因而具有_加速度，由于其质量巨大，需要很大的_。2向心力来源(1)如果转弯处内外轨一样高，则由_提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损。(2)实际上，铁路的转弯处外轨略高于内轨，铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道的_，铁轨对火车的_与火车所受_的合力指向_，它提供了火车做圆周运动的向心力。,知识点1铁路的弯道,圆周,向心,向心力,外轨对轮缘的弹力,内侧,支持力,重力,轨道的圆心,1运动特点汽车过拱形桥时做_，因而具有_加速度，需要向心力。2向心力来源汽车过拱形桥运

2、动至最高(低)点时，_和_的合力提供汽车需要的向心力。,知识点2拱形桥,圆周运动,向心,重力,支持力,3动力学关系(1)凸形桥汽车过凸形拱桥的最高点时，汽车受到的重力与桥对汽车支持力的合力F_提供向心力；如图所示所以汽车过凸形拱桥时FN_汽车对桥的压力FN_汽车的重量G。,GFN,小于,(2)凹形桥汽车过凹形桥的最低点时，仍然是桥对汽车的支持力和重力的合力F_提供向心力，如图所示。过凹形桥时，FN_汽车对桥的压力FN_汽车的重量G。,FNG,大于,2支持力分析FN_。3讨论当v_时，座舱对宇航员的支持力FN0，宇航员处于_状态。,知识点3航天器中的失重现象,mgFN,完全失重,1定义：物体沿切

3、线飞出或做逐渐_的运动。2原因：向心力突然消失或合外力不足以提供所需的_。3应用：洗衣机的_，制作_、水泥管道、水泥电线杆等。,知识点4离心运动,远离圆心,向心力,脱水筒,无缝钢筒,判一判(1)铁路的弯道处，内轨高于外轨。()(2)汽车行驶至凸形桥顶部时，对桥面的压力等于车重。()(3)汽车行驶至凹形桥底部时，对桥面的压力大于车重。()(4)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员处于完全失重状态，故不再具有重力。()(5)航天器中处于完全失重状态的物体所受合力为零。()(6)做离心运动的物体可以沿半径方向运动。(),预习反馈,D,解析：甲和丁所述的情况都是利用了离心现象，D正确；乙所述的情况，

4、外轨会受到挤压，汽车无论是过凸形桥还是凹形桥都要减速行驶，A、B、C选项均错。,答案：会零零感到全身都飘起来了,课内探究,提示：火车速度提高，容易挤压外轨，损坏外轨。火车转弯时的向心力由重力和支持力的合力提供，可适当增大转弯半径或者增加内、外轨的高度差。,探究一火车转弯问题,3火车转弯的向心力来源火车速度合适时，火车只受重力和支持力作用，火车转弯时所需的向心力完全由支持力和重力的合力来提供。如图所示。,4轨道轮缘压力与火车速度的关系(1)当火车行驶速率v等于规定速度v0时，内、外轨道对轮缘都没有侧压力。(2)当火车行驶速度v大于规定速度v0时，火车有离心运动趋势，故外轨道对轮缘有侧压力。(3)

5、当火车行驶速度v小于规定速度v0时，火车有向心运动趋势，故内轨道对轮缘有侧压力。,特别提醒：汽车、摩托车赛道拐弯处，高速公路转弯处设计成外高内低，也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力，以减小车轮与路面之间的横向摩擦力。,讨论：(1)如果车速v72km/h(20m/s)，F将小于需要的向心力，所差的力仍需由外轨对轮缘的弹力来弥补。这样就出现外侧车轮的轮缘向外挤压外轨的现象。(2)如果车速v72km/h，F将大于需要的向心力。超出的力则由内轨对内侧车轮缘的压力来平衡，这样就出现了内侧车轮的轮缘向外挤压内轨的现象。点评：临界值是圆周运动中经常考查的一个重点内容，它是物体在做圆周运动过程中，

6、发生质变的数值或使物体受力情况发生变化的关键数值，今后要注意对临界值的判断和应用。,解析：铁道转弯处，轨道设计成外轨高于内轨，目的是让重力和弹力的合力提供向心力，避免轨道对车轮产生侧向挤压力，以保护内轨和外轨。故A、C错，B、D对。,BD,提示：战车在B点时对路面的压力最大，在A点时对路面压力最小。,探究二汽车过桥问题,关于汽车过桥问题，用图表概括如下：,(1)汽车允许的最大速率是多少？(2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g取10m/s2),解题指导：在汽车经过拱形桥或类似的物体经过竖直曲线做圆周运动的问题中，一般在轨道的最低点和最高点分析受力列方程，无论该类题目的具体内容如

7、何，通过分析受力，找出提供的向心力列方程求解是最基本的方法。解析：汽车在拱桥上运动时，对凹形桥的压力大于其重力，而对凸形桥则压力小于重力。由此可知，对凹形桥则存在一个允许最大速率，对凸形桥则有最小压力。可根据圆周运动知识，在最低点和最高点列方程求解。汽车驶至凹面的底部时，合力向上，此时车对桥面压力最大；汽车驶至凸面的顶部时，合力向下，此时车对桥面的压力最小。,解析：玩具车通过拱桥顶端时处于失重状态，速度越大示数越小，故选项D正确。,D,探究三离心运动,提示：内筒高速旋转时，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时，迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。,

8、1离心运动的实质离心运动是物体逐渐远离圆心的运动，它的本质是物体惯性的表现。做圆周运动的物体，总是有沿着圆周切线飞出去的趋势，之所以没有飞出去，是因为受到向心力作用的缘故。2物体做离心运动的条件做圆周运动的物体，一旦提供向心力的外力突然消失，或者外力不能提供足够的向心力时，物体做远离圆心的运动，即离心运动。3离心运动的受力特点物体做离心运动并不是物体受到离心力作用，而是由于外力不能提供足够的向心力。所谓“离心力”也是由效果命名的，实际并不存在。,AC,解题指导：抓住临界点分析汽车转弯的受力特点及不侧滑的原因，结合圆周运动规律可判断。解析：汽车转弯时，恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，说明公路外

9、侧高一些，支持力的水平分力刚好提供向心力，此时汽车不受静摩擦力的作用，与路面是否结冰无关，故选项A正确，选项D错误。当vvc时，支持力的水平分力小于所需向心力，汽车有向外侧滑动的趋势，在摩擦力大于最大静摩擦力前不会侧滑，故选项B错误，选项C正确。,CD,解析：衣服受到竖直向下的重力，竖直向上的静摩擦力，指向圆心的支持力，大小相等，故向心力是由支持力充当的，A错误。圆桶转速增大以后，支持力增大，衣服对桶壁的压力也增大，C正确；对于水而言，衣服对水滴的附着力提供其做圆周运动的向心力，说水滴受向心力本身就不正确，B错。随着圆桶转速的增加，需要的向心力增加，当附着力不足以提供需要的向心力时，衣服上的水滴将做离心运动，