2013高中物理 5-7 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)同步課件 新人教版必修2

1、第七節(jié)　生活中的圓周運(yùn)動(dòng),1．學(xué)會(huì)分析圓周運(yùn)動(dòng)的方法，會(huì)分析彎道、拱形橋等實(shí)際的例子．2．知道豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)中的超重、失重現(xiàn)象．3．知道什么是離心現(xiàn)象，知道物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件．,一、鐵路的彎道1．火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的特點(diǎn)：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)實(shí)際是在做圓周運(yùn)動(dòng)，因而具有 ，需要．2．向心力的來(lái)源(1)如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高，則由 提供向心力

2、，這樣，鐵軌和車輪極易受損．,向心加速度,向心力,外軌道對(duì)輪緣的彈力,(2)如果轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)火車受力如圖所示，此時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力不再是豎直的，而是 ，它與重力的合力指向 ，為火車轉(zhuǎn)彎提供了一部分向心力，減輕了輪緣與外軌的擠壓．適當(dāng)設(shè)計(jì)內(nèi)外軌的高度差，火車以規(guī)定的速度行駛時(shí)，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力幾乎完全由

3、 來(lái)提供．,斜向彎道內(nèi)側(cè),圓心,重力與支持力的合力,重力,支持力,mg－FN,小于,FN－mg,大于,mg－FN,完全失重,無(wú)壓力,2．對(duì)失重現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)航天器內(nèi)的任何物體都處于 狀態(tài)，但并不是物體不受重力．正因?yàn)槭艿街亓ψ饔貌攀购教炱鬟B同其中的乘員 ．四、離心運(yùn)動(dòng)1．定義：物體沿切線飛出或做逐漸

4、 的運(yùn)動(dòng)．2．原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需 ．,完全失重,做圓周運(yùn)動(dòng),遠(yuǎn)離圓心,向心力,洗好的衣服放在洗衣機(jī)脫水筒時(shí)，水并不會(huì)自動(dòng)脫出，只有當(dāng)洗衣筒高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，濕衣服的水才會(huì)脫出．為什么？從衣服上脫出的小水珠怎樣運(yùn)動(dòng)？提示：當(dāng)脫水筒高速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，濕衣服在筒內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)．當(dāng)衣服與水之間的黏附力不足以提供向心力時(shí)，水珠做離心運(yùn)動(dòng)，水珠脫離衣服．做離心運(yùn)動(dòng)的水珠沿圓

5、周切線飛出．,一、火車轉(zhuǎn)彎1．火車彎道的建設(shè)特點(diǎn)在實(shí)際的火車轉(zhuǎn)彎處，讓外軌高于內(nèi)軌，如圖所示．,2．明確圓周平面 雖然外軌高于內(nèi)軌，但整個(gè)外軌是等高的，整個(gè)內(nèi)軌是等高的．因而火車在行駛的過(guò)程中，重心的高度不變，即火車重心的軌跡在同一水平面內(nèi)．故火車的圓周運(yùn)動(dòng)平面是水平面，而不是斜面．即火車的向心加速度和向心力均是沿水平面而指向圓心．,3．速度與軌道壓力的關(guān)系(1)當(dāng)火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時(shí)，所需向心力僅由重力和彈力的合力

6、提供，此時(shí)內(nèi)外軌道對(duì)火車無(wú)擠壓作用．(2)當(dāng)火車行駛速度v與規(guī)定速度v0不相等時(shí)，火車所需向心力不再僅有重力和彈力的合力提供，此時(shí)內(nèi)外軌道對(duì)火車輪緣有擠壓作用，具體情況如下：①當(dāng)火車行駛速度v＞v0時(shí)，外軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力．②當(dāng)火車行駛速度v＜v0時(shí)，內(nèi)軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力．,二、汽車過(guò)拱形橋和凹形橋的比較,,,三、對(duì)離心運(yùn)動(dòng)的理解1．離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)離心運(yùn)動(dòng)是物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的一種物理現(xiàn)象，它的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)．做圓周運(yùn)動(dòng)的

7、物體，總是有沿著圓周切線飛出去的趨向，之所以沒(méi)有飛出去，是因?yàn)槭艿较蛐牧ψ饔玫木壒剩畯哪撤N意義上說(shuō)，向心力的作用是不斷地把物體從圓周運(yùn)動(dòng)的切線方向拉到圓周上來(lái)．一旦作為向心力的合外力突然消失，物體就會(huì)沿切線方向飛出去．,2．物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，一旦提供向心力的外力突然消失，或者外力不能提供足夠的向心力時(shí)，物體做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，即離心運(yùn)動(dòng)．3．離心運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)：物體做離心運(yùn)動(dòng)并不是物體受到離心力作用，而是由于外力不

8、能提供足夠的向心力．所謂“離心力”也是由效果命名的，實(shí)際并不存在．,鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是300 m，軌距是1 435 mm，規(guī)定火車通過(guò)該彎道時(shí)的速度是72 km/h，求內(nèi)外軌的高度差該是多大，才能使鐵軌不受輪緣的擠壓．,解析：若火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)不與軌道擠壓，火車所受的重力和軌道對(duì)火車的支持力的合力提供向心力，火車轉(zhuǎn)彎平面是水平面．火車的受力如圖所示，作平行四邊形，根據(jù)牛頓第二定律有：,答案：0.195 m,答案：C,如圖所示，質(zhì)量m＝

9、2.0×104 kg的汽車以不變的速率先后駛過(guò)凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為20 m．如果橋面承受的壓力不得超過(guò)3.0×105 N，則：,(1)汽車允許的最大速度是多少？(2)若以所求速度行駛，汽車對(duì)橋面的最小壓力是多少？(g取10 m/s2),答案：(1)10 m/s　(2)105N,【針對(duì)訓(xùn)練】2.一輛質(zhì)量為4 t的汽車駛過(guò)一半徑為50 m的凸形橋面時(shí)，始終保持5 m/s的速率，汽車所受的阻力為車與橋