高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 生活中的圆周运动获奖课件ppt

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 生活中的圆周运动获奖课件ppt，共29页。PPT课件主要包含了知识回顾，向心力，物体作圆周运动的条件，背景问题1火车转弯，当vv0时，黄石长江大桥，汽车过桥问题小结，当堂练习，思考与讨论，请思考等内容，欢迎下载使用。

向心力的特点方向总是指向圆心, 作用效果只改变速度的方向由物体在半径方向的合力提供大小：
物体做圆周运动时，必须有力提供
　　向心力是按效果命名的力
从“供” “需”两方面研究生活中做圆周运动的物体
“供需”平衡 物体做圆周运动
牛顿第二定律F=ma的应用
生活中的圆周运动
◆圆周运动(Circular mtin)
对实际问题进行抽象提炼并建立模型
请思考：列车的脱轨、翻车事故容易出现在什么地方？
(1)内外轨道一样高时转弯
火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力.
外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向
由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。
(2) 外轨高内轨低时转弯
此为火车转弯时的设计速度
思考:(1)如果v行驶>v设计，情况如何?(2)如果v行驶θ很小时,sinθ≈tanθ
轮缘不受侧向压力，最安全的转弯速度
轮缘受到外轨向内的挤压力，外轨易损坏。
轮缘受到内轨向外的挤压力，内轨易损坏。
铁路弯道处超速是火车脱轨和翻车的主要原因
背景问题2：汽车过桥
1.求汽车以速度v过半径为r 的拱桥最高点时对拱桥的压力？
【解】G和FN的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：
可见汽车的速度越大对桥的压力越小。
当 时汽车对桥的压力为零。（临界速度）
当ｖ大于ｖ临界时，汽车做什么运动？
由于加速度ａ竖直向下，属失重现象。
2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？
可见汽车的速度V越大，对桥的压力越大。由于加速度ａ的方向竖直向上，属超重现象。
1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是( ) A. a处  B. b处   C. c处    D. d处
可能飞离路面的地段应是？
2.如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( )
A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力D.汽车对桥面的压力大于汽车的重力
　　 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。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……
假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径r，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力mg。试求座舱对宇航员的支持力为零时飞船的速度多大？通过求解，你可以判断此时的宇航员处于什么状态（超重或失重）。
背景问题3：航天器中的失重现象
对宇航员，重力提供向心力：mg= mv2/r由此可以得出
宇航员处于完全失重状态
此时人对座椅的压力为零
请思考：为什么列车的脱轨、翻车事故易出现在拐弯处呢？
做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向。
当Fn= 0时，物体沿切线方向飞出
问题一、刚才见到的事故都是在什么地方发生的？
问题二、你看到这些车子出事故时的侧滑或翻滚方向都有什么样的共同特点？
绳栓着小球在水平面做匀速圆周运动时，小球所需的向心力由形变的绳产生的弹力提供。若m、r、ω一定，向心力F向=mω2r。
若突然松手，小球将怎样运动？
若绳的拉力F小于它做圆周运动的所需的向心力，小球将怎样运动？
背景问题4：离心运动
1.离心运动：做圆周运动的物体，在提供的向心力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。
2.物体作离心运动的条件：
Fn= F需向 做什么运动？
Fn = 0 做什么运动？
Fn ＜F需向 做什么运动？
Fn ＞F需向 做什么运动？
用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内
制作棉花糖的原理： 内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，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，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。
防止：汽车转弯，高速砂轮限速等
1）在水平公路上行驶的汽车转弯时
在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。
2）高速转动的砂轮、飞轮等
“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
二.拱形桥1. 汽车过拱形桥时，对桥面的压力与重力比较。2.圆周运动中的超重、失重情况。三.航天器中的失重现象重力提供自身做圆周运动向心力四.离心运动1.离心现象的分析与讨论。2.离心运动的应用和防止。
v过大时:外侧轨道与轮之间有弹力
v过小时:内侧轨道与轮之间有弹力
一.铁路的弯道 1.向心力的来源：A外轨高于内轨时，重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力B轮缘。 2.转弯处的半径和火车运行速度的条件限制。