人教版 (2019)必修 第二册4 生活中的圆周运动评课课件ppt

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物体做圆周运动时,受力有何共同点物体要受到指向圆心的向心力向心力的特点方向：总是指向圆心大小：
分析做圆周运动的物体受力情况
“供需”平衡 物体做匀速圆周运动
从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体
实例研究1——火车过弯
火车以半径R= 300 m在水平轨道上转弯,火车质量为8×105kg,速度为30m/s.铁轨与轮之间的动摩擦因数μ=0.25.
设向心力由轨道指向圆心的静摩擦力提供
代入数据可得： Ff=2.4×106N
但轨道提供的静摩擦力最大值：Ff静m=μmg=1.96×106N
“供需”不平衡,如何解决？
1、请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道？
实际火车与轨道设计中,利用轮缘可增加小部分的向心力；垫高外轨可增加较多的向心力.
火车以半径R= 900 m转弯,火车质量为8×105kg ,速度为30m/s,火车轨距l=1.4 m,要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力,轨道应该垫的高度h？（θ较小时tanθ=sinθ）
3、若火车速度与设计速度不同会怎样？
过大时：外侧轨道与轮之间有弹力
过小时：内侧轨道与轮之间有弹力
需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求
4、若火车车轮无轮缘,火车速度过大或过小时将向哪侧运动？
过大时：火车向外侧运动过小时：火车向内侧运动
“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动
提供物体做圆周运动的力
物体做匀速圆周运动所需的力
列车速度过快,造成翻车事故
1、汽车过拱桥是竖直面内圆周运动的典型代表2、研究方法与水平面内圆周运动相同
比较在两种不同桥面,桥面受力的情况,设车质量为m,桥面半径为R,此时速度为v.
1、若速度过快,汽车做何种运动？
提供的向心力不足,做离心运动,离开桥面做平抛运动
2、有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？
从“供”“需”两方面来进行研究“供”——分析物体受力,求沿半径方向的合外力“需”——确定物体轨道,定圆心、找半径、用公式,求出所需向心力“供”“需”平衡做圆周运动
摩托车飞车走壁,请分析受力情况,解释现象
如图为过山车轨道的一部分,若要使车厢能安全通过圆形轨道,车厢应从多高处释放？不计一切摩擦与阻力.
实际火车车轮与铁轨模型
1、做圆周运动时向心力由哪些力提供？
摩擦力、轮缘与铁轨间的弹力的合力提供
轮缘与铁轨有挤压,车轮与铁轨都有磨损
利用支持力的分力提供一部分向心力,达到“供需”平衡.
可以减少对摩擦力的需要
需要改造铁路,设计施工难度大