高中物理人教版 (2019)必修 第二册第六章 圆周运动4 生活中的圆周运动课文配套ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第六章 圆周运动4 生活中的圆周运动课文配套ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了向心力公式的理解，汽车转弯，火车转弯，供需不平衡，ACD，汽车过桥，你见过凹形桥吗，离心运动等内容，欢迎下载使用。

"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
汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢?
汽车在水平路面上转弯所需要的向心力来源:汽车侧向所受的静摩擦力。
当汽车转弯的半径一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也越大,静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩擦力时:
当汽车沿圆周转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。
改进措施:(1)增大转弯半径(2)增加路面的粗糙程度
但仍然对车胎有很大的磨损，所以要想办法减少磨损。
观察下面两幅图片，赛道及公路弯道有什么特点？为什么要这样设计？
将路面倾斜的原因是让支持力与竖直方向成一角度，这样支持力和重力的合力就可以提供部分向心力，减小静摩擦力的负担。
讨论：如果倾斜路面是光滑的，汽车还能转弯吗？ 如果能，对速度有什么要求？
问题：如果倾斜路面是光滑的，汽车还能转弯吗？ 如果能，对速度有什么要求？
能，根据上面例题可知，即使没有摩擦力，只靠重力与支持力的合力充当向心力也可以做圆周运动，此时的速度是个定值,假设路面与水平面夹角为θ，则有
问题：如果汽车转弯速度大于这个值呢？或者小 于这个值呢？
如果大于这个值，则汽车向上滑，如果小于这个值，则向下滑。
火车车轮与铁轨的构造
问题：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。
火车受重力、支持力和轮缘与外轨挤压产生的弹力，向心力由轮缘与外轨挤压产生的弹力提供。
问题：实际中的铁路弯道是如何设计的？为什么要这样设计？
实际铁路弯道是倾斜的，外轨高于内轨。原因是如果弯道是水平的，仅靠轨道挤压产生的弹力提供向心容易损坏车轮与轨道。所以采取倾斜路面，让重力和支持力的合力提供部分向心力的方法。
重力和支持力的合力提供向心力，以减少外轨与轮缘之间的挤压。
(1) 当v=v0时：
(2) 当v>v0时：
(3) 当v轮缘受到外轨向内的挤压力;
轮缘受到内轨向外的挤压力。
例1、在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了( )A．减轻火车轮子挤压外轨B．减轻火车轮子挤压内轨C．使火车车身倾斜，利用重力 和支持力的合力提供转弯所需向心力D．限制火车向外脱轨
1、汽车过拱桥质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多大?
解:汽车通过桥顶时,受力如图:
当汽车通过桥顶时的速度逐渐增大时FN 和 FN′会怎样变化?
问题：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，汽 车将做什么运动？还能沿桥面做圆周运动下 桥吗？
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
拓展:质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹形桥面,如图所示,求汽车在最低点时对桥面的压力是多大?
解:汽车通过底部时,受力如图:
当汽车通过桥最低点时的速度逐渐增大时 FN和FN′怎样变化?
比较三种桥面受力的情况
2、当合外力大于物体做圆周运动所需的向心力时,物体做离圆心越来越近的向心运动;
"供""需"是否平衡决定物体做何种运动
1、只有当合外力等于所需的向心力时,物体才可能做匀速圆周运动。
3、做圆周运动的物体，在其所受合外力突然消失，或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。
3、离心运动的应用和防止
在田径比赛中,链球项目就是得用离心现象来实现投掷的。链球的投掷是通过预摆和旋转来完成的,运动员手持链球链条的一端,在链球高速旋转时,突然松手,拉力消失,链就沿切线方向飞出去。
在雨天,我们可以通过旋转雨伞的方法甩干雨伞上的水滴,旋转时,当转动快到一定的程度时,水滴和雨伞之间的附着力满足不了水滴做圆周运动所需的向心力,水滴就会做远离圆心的运动而被甩出去。
把湿布块放在离心干燥器的金属网笼里,网笼转得比较慢时,水滴跟物体的附着力 F足以提供所需要的向心力,使水滴做圆周运动,当网笼转的比较快时,附着力 F 不足以提供所需要的向心力,于是水滴做离心运动,穿过网孔,飞到网笼外面。洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把湿衣服甩干的。
、制作“棉花”糖的原理：
内筒与洗衣机的脱水筒相似，往内筒加入白砂糖，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就会迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。
、 “离心浇铸”技术模具绕一固定轴旋转，当达到500转每分时，将融化了的液态金属倒入其中，它将以巨大的惯性离心力向模具壁紧压，同时夹杂在液态金属里的气体和熔渣，由于其密度远小于液态的金属，因此它们将从金属里被分离出来。按此法浇铸出的金属零件密实、均匀、不含气泡和裂痕，大大提高了使用寿命。
例2、下列说法中错误的有：（ ）A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心C、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速D、离心水泵利用了离心运动的原理