物理必修 第二册4 生活中的圆周运动集体备课课件ppt

这是一份物理必修 第二册4 生活中的圆周运动集体备课课件ppt，共42页。PPT课件主要包含了教学重点，教学难点，复习回顾，问题与探究，情景分析，火车拐弯，铁路轨道的结构，外轨道对轮缘有侧压力，内轨道对轮缘有侧压力，汽车过拱形桥等内容，欢迎下载使用。

①会分析火车转弯、汽车过拱形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了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的 应用及危害；
了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害；
①会分析火车转弯、汽车过拱形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了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的 应用及危害；
1、圆周运动向心力的表达式
2、匀速圆周运动中，合力就是向心力
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。你能解释其中的原因吗？
玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图（不计摩擦）试分析向心力的来源
思考1：如果火车在水平弯道上转弯，试分析其受力情况及向心力的来源。
向心力由轮缘与外轨挤压产生的弹力提供
思考2：火车在水平轨道上拐弯，长时间外轨的磨损会很严重，所以实际生活中外轨会略高于内轨，现在你知道为什么吗？
向心力由重力和支持力的合力提供，此时轮缘与外轨无挤压，不产生弹力
思考3：火车在倾斜轨道上拐弯要对轨道无挤压磨损时，对火车的速度有什么要求呢？
思考4：若火车转弯时速度大于规定速度v或小于规定速度v，火车对轨道的压力情况如何？
(1)当火车行驶速度大于v时
(2)当火车行驶速度小于v时
思考5：高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的倾斜度，你知道为什么吗？
思考6：若公路转弯处是水平的，你知道哪个力给汽车提供的向心力吗？
注意：摩擦力是静摩擦力，方向指向圆心
思考1：汽车在拱形桥或凹形路面行驶时，可以看作匀速圆周运动，试分析汽车过拱形桥至桥顶时和过凹形路面至桥底时的受力情况及向心力来源？
思考2：分析汽车过拱形桥至桥顶时和过凹形路面至桥底时是处于超重还是失重状态？
思考3：当汽车在最高点对桥的压力为0时，汽车的速度是多大？这又是一种怎样的状态？此时人对座椅的压力是多大？从该时刻以后，车将做什么运动？还能沿桥面做圆周运动下桥吗？
当FN=0时，汽车处于完全失重状态
人对座椅的压力也是0，人也处于完全失重状态
汽车将做平抛运动，不能沿桥面下桥了
三、航天器中的失重现象
航天器在绕地球做匀速圆周运动时，航天器受到地球的引力近似等于它在地面受到的重力mg。由于只受重力所以处于完全失重状态。
思考1：细绳连着小球A，在水平面内做匀速圆周运动,对于A物体做匀速圆周运动的原因？
思考2：细绳连着小球A，在水平面内做圆周运动，如果某时刻细绳断了，小球会如何运动？
小球将沿着这一点的切线方向做匀速直线运动，远离圆心，做离心运动。
思考3：细绳连着小球A，在水平面内做圆周运动，如果某时刻手往上拖动B物体，导致A的半径r变长，小球会如何运动？
此时F合＜Fn，物体虽然不会沿着切线飞出，也会逐渐远离圆心，做离心运动。
思考4：细绳连着小球A，在水平面内做圆周运动，如果某时刻手往下拉动B物体，导致A的半径r变短，小球A会如何运动？
此时F合＞Fn，物体会逐渐靠近圆心，做近心运动。
物体做圆周运动时出现离心运动还是近心运动，由所需要的向心力Fn和实际所提供的合力F合的大小关系决定。
1.判断下列说法的正误.(1)铁路的弯道处，内轨高于外轨.(　　)(2)汽车驶过拱形桥顶部时，对桥面的压力等于车重.(　　)(3)汽车行驶至凹形路面底部时，对路面的压力大于车重.(　　)(4)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的航天员处于完全失重状态，故不再受重力.(　　)(5)做离心运动的物体可能沿半径方向向外运动.(　　)
3.(多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图4所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处A.路面外侧高、内侧低B.车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动C.车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度， 车辆便不会向外侧滑动D.当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小
5、(多选)宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处于完全失重状态，下列说法正确的是A.宇航员仍受重力的作用B.宇航员受力平衡C.宇航员所受重力等于所需的向心力D.宇航员不受重力的作用
6、如图是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面通常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动.对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去
7、如图1所示，质量相等的汽车甲和汽车乙，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，汽车甲在汽车乙的外侧.两车沿半径方向受到的摩擦力大小分别为Ff甲和Ff乙.以下说法正确的是A.Ff甲小于Ff乙B.Ff甲等于Ff乙C.Ff甲大于Ff乙D.Ff甲和Ff乙的大小均与汽车速率无关
8、在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低.在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些.汽车的运动可看作半径为R的圆周运动.设内、外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L，如图4所示.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于
9、公路在通过小型水库的泄洪闸的下游时，常常要修建凹形路面，也叫“过水路面”.如图5所示，汽车通过凹形路面的最低点时A.汽车的加速度为零，受力平衡B.汽车对路面的压力比汽车的重力大C.汽车对路面的压力比汽车的重力小D.汽车的速度越大，汽车对路面的压力越小
10、(多选)如图所示 ，光滑水平面上，小球m在拉力F作用下做匀速圆周运动.若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是A.若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C.若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做近心运动D.若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pb做离心运动
11、(多选)如图8所示，在匀速转动的洗衣机脱水筒内壁上，有一件湿衣服随圆筒一起转动而未滑动，则A.衣服随脱水筒做圆周运动的向心力由衣服的重力提供B.水会从脱水筒甩出是因为水滴受到的向心力很大C.加快脱水筒转动角速度，衣服对筒壁的压力增大D.加快脱水筒转动角速度，脱水效果会更好
12、如图12所示为汽车在水平路面做半径为R的大转弯的后视图，悬吊在车顶的灯左偏了θ角，则：(重力加速度为g)(1)车正向左转弯还是向右转弯？(2)车速是多少？(3)若(2)中求出的速度正是汽车转弯时不打滑允许的最大速度，则车轮与路面间的动摩擦因数μ是多少？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)车正向左转弯还是向右转弯？
解析　对灯受力分析可知，合外力方向向右，所以车正向右转弯；
解析　设灯的质量为m，对灯受力分析知
(3)若(2)中求出的速度正是汽车转弯时不打滑允许的最大速度，则车轮与路面间的动摩擦因数μ是多少？(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
分析匀速圆周运动问题的基本步骤1.明确研究对象，对研究对象进行受力分析，画出受力示意图.2.确定物体做圆周运动的轨道平面、圆心、半径.3.找出向心力的来源，利用平行四边形定则或正交分解法，计算出沿半径方向的合力F合.
5.解方程求出待求物理量.
1.火车拐弯时轨道为什么外高内低？
2.汽车过拱形桥和凹形路面时是失重还是超重？
3.航天器运动过程处于什么状态？
4.物体做离心运动和向心运动的条件？