物理必修 第二册第二章 圆周运动第三节 生活中的圆周运动课前预习ppt课件

这是一份物理必修 第二册第二章 圆周运动第三节 生活中的圆周运动课前预习ppt课件，共28页。PPT课件主要包含了知识回顾，处理问题一般思路，火车转弯，火车车轮结构，凸形桥和凹形桥的比较等内容，欢迎下载使用。

物体做匀速圆周运动需要什么力？谁来提供？ 物体需要向心力，由合力提供向心力向心力的计算公式？
F m m r  m(
物体做匀速圆周 运动所需要的力
提供物体做匀速 圆周运动的合力
“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
问题：火车转弯是什么力提供向心力？
外轨对轮缘 的弹力提供 向心力
火车转弯——内外轨一样高
火车转弯——外轨比内轨高
mg tan   m 0R
1.轨道对轮缘无挤压，此时火车的速度为多大？FNF合＝mg tanθ
G当v＞v0时，外轨挤压轮缘，轮缘受到外轨向内的弹力作用，速度越大，挤压越大。
2.当v>v0 时，轨道对轮缘的力是怎样的？
mg tan   m
G当v＜v0时，内轨挤压轮缘，轮缘受到内轨向外的弹力作用，速度越小，挤压越大。
3.当v4.如果你是工程师，如何安全提高火车转弯的速度？FNF合＝mg tanθ
F F G - m
F F G  m v
当 FN = 0 时，汽车脱离桥面，做平抛运动.
汽车过凸形桥时，运动速度变大，车对凸形桥的压力如 何变化？
汽车所受合外力不足以提供向心力
例题1：一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s，车对桥顶的压力为车 重的，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为(g取10 m/s2)
A.15 m/sB.2√0 m/sC.25 m/sD.30 m/s
把地球看成一个巨大的凸形桥
v gR  7.9km / s
例题2.（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 C ）A.宇航员仍受重力的作用 B.宇航员受力平衡C.宇航员受的重力等于所需的向心力 D.宇航员不受重力的作用
一.火车转弯 1.内轨和外轨等高，外轨对轮缘产生弹力，弹力提 供向心力。 2.外轨高于内轨时,重力与支持力的合力提供火车转 弯的向心力二.凸形桥和凹形桥 1.汽车过凸形桥和凹形桥时,对桥面的压力与重力比 较 2.竖直平面的圆周运动中的超重、失重情况．
1.(多选)在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨.如图6所示，当火车 以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的 速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则√A.该弯道的半径r＝
√B.当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变C.当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压√D.当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压图6
解析火车拐弯时不侧向挤压轮缘，靠重力和支持力的合力提供向心力， 根据牛顿第二定律得：mgtan θ＝A正确；
根据牛顿第二定律得：mgtan θ＝的行驶速度大小与质量无关，B正确；当火车速率大于v时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，此时外轨对火车轮缘有侧压力，轮缘 挤压外轨，C错误，D正确.
B.内侧轨道受到挤压C.为了保证轨道没有侧向作用力，内、外轨道的高度差应变为原来的两倍√D.轨道的作用力和重力的合力变为原来的4倍
2.(多选)火车以一定的速率在半径一定的轨道上转弯时，内、外轨道恰好 对火车没有侧向作用力，不考虑摩擦和其他阻力，如果火车以原来速率 的两倍转弯，则√A.外侧轨道受到挤压
解析 火车以一定的速率转弯时，内、外轨与车轮轮缘之间没有侧压 力，此时火车拐弯的向心力由重力和铁轨的支持力的合力提供，火车 速度加倍后，速度大于规定速度，重力和支持力的合力不能够提供圆 周运动所需的向心力，所以此时外轨对火车有侧压力以补充拐弯所需 的向心力，A正确，B错误；
火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不 受侧压力作用，受力分析如图所示，
由图可以得出F合＝mgtan θ，
3.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3所示，汽车通过凹形路面的最低点时
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
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
解析 汽车做圆周运动，速度在改变，加速度一定不为零，受力一定不 平衡，A错误；汽车通过凹形路面的最低点时，向心力方向竖直向上，合力方向竖直向 上，加速度方向竖直向上，汽车处于超重状态，所以汽车对路面的压力 比汽车的重力大，B正确，C错误；对汽车，根据牛顿第二定律有：FN－mg＝可 见，v越大，路面的支持力越大，根据牛顿第三定律知，汽车对路面的 压力越大，故D错误.
4.(多选)一个质量为m的物体(体积可忽略)，在半径为R的光滑半球顶点处 以水平速度v0运动，如图5所示，重力加速度为g，则下列说法正确的是
D.若v ＝0，则物体对半球顶点的压力为零
√√C.若v0＝0，则物体对半球顶点的压力为mg