高一物理必修生活中的圆周运动优秀课件.ppt

高一物理必修生活中的圆周运动第1页，本讲稿共40页第2页，本讲稿共40页水流星第3页，本讲稿共40页第4页，本讲稿共40页第5页，本讲稿共40页第6页，本讲稿共40页一、火车转弯一、火车转弯第7页，本讲稿共40页第8页，本讲稿共40页第9页，本讲稿共40页GFN第10页，本讲稿共40页第11页，本讲稿共40页轮缘轮缘铁轨铁轨(轨距轨距)一、铁路的弯道一、铁路的弯道1、火车做匀速直线运动和匀速转弯运、火车做匀速直线运动和匀速转弯运动状态是否相同？动状态是否相同？第12页，本讲稿共40页GFNF弹弹2、火车在转弯时，若内外轨是相平的，、火车在转弯时，若内外轨是相平的，、火车在转弯时，若内外轨是相平的，、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨如铁轨如铁轨如铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？何对火车提供水平方向的向心力？何对火车提供水平方向的向心力？何对火车提供水平方向的向心力？a a：此时火车车轮受五个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力，：此时火车车轮受五个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力，牵引力，阻力。牵引力，阻力。b b：外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。第13页，本讲稿共40页轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！极易受损！极易受损！极易受损！3、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？例例1 1、火车速度为、火车速度为30m/s，弯道的半径，弯道的半径R=900m，火车的质量，火车的质量m=8105 5kg，转弯时轮缘对轨道侧向的，转弯时轮缘对轨道侧向的，转弯时轮缘对轨道侧向的，转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大？弹力多大？弹力多大？弹力多大？第14页，本讲稿共40页让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨对轮缘的挤压。对轮缘的挤压。对轮缘的挤压。对轮缘的挤压。FNGoF4 4、为了减轻铁轨的受损程度，你能提出一些、为了减轻铁轨的受损程度，你能提出一些可行的方案吗？可行的方案吗？第15页，本讲稿共40页第16页，本讲稿共40页GFNF火车拐弯 第17页，本讲稿共40页例例2、若火车质量为、若火车质量为m，转弯半径为，转弯半径为r，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为为，请问火车的速度为多大？，请问火车的速度为多大？FNGF第18页，本讲稿共40页知知:当当v=v0时：时：当当vv0时：时：当当vG，即汽车对桥的压力大于其所受重力，即汽车对桥的压力大于其所受重力，处于超重状态。处于超重状态。2、汽车过凹桥时，在最低点时，车对凹桥的压、汽车过凹桥时，在最低点时，车对凹桥的压力怎样？力怎样？二、拱形桥二、拱形桥 1、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？同？v第25页，本讲稿共40页二、拱形桥二、拱形桥汽车过凸桥汽车过凸桥第26页，本讲稿共40页 FNG 即汽车对桥的压力小于其所受重力，即汽车对桥的压力小于其所受重力，处于失重状态。处于失重状态。3、汽车过凸桥时，在最高点时，车对凸桥的、汽车过凸桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？压力又怎样？v二、拱形桥二、拱形桥第27页，本讲稿共40页 当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越小。当力越小。当 时，压力时，压力FN为零。为零。处于完全失重状态。处于完全失重状态。4、汽车过凸桥时，若汽车的运动速度变大，、汽车过凸桥时，若汽车的运动速度变大，压力如何变化？压力如何变化？二、拱形桥二、拱形桥第28页，本讲稿共40页如下图所示，汽车的运动能用上面的方法求如下图所示，汽车的运动能用上面的方法求解吗？解吗？说一说说一说F牵FNG1G2G f第29页，本讲稿共40页思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：思考与讨论：地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半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，地面对车的支持力为零？这度大到一定程度时，地面对车的支持力为零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？时驾驶员与座椅之间的压力是多少？第30页，本讲稿共40页三三.航天器中的失重现象航天器中的失重现象在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中的宇航员，除了地球引力外，船中的宇航员，除了地球引力外，还可能受到飞船座舱对他的支持力还可能受到飞船座舱对他的支持力FN由由得得当当时时,座舱对他的支持力座舱对他的支持力FN=0,航天员处于完全失重状态航天员处于完全失重状态第31页，本讲稿共40页四、离心运动四、离心运动A做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。返回返回返回返回第32页，本讲稿共40页汽车转弯翻车汽车转弯翻车汽车转弯翻车汽车转弯翻车:第33页，本讲稿共40页第34页，本讲稿共40页3、用离心机把体温计的水、用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内银柱甩回玻璃泡内 当离心机转得比较慢时，缩口的当离心机转得比较慢时，缩口的阻力阻力 F F 足以提供所需的向心力，缩足以提供所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动。当离口上方的水银柱做圆周运动。当离心机转得相当快时，阻力心机转得相当快时，阻力 F F 不足以不足以提供所需的向心力，水银柱做离心提供所需的向心力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。运动而进入玻璃泡内。第35页，本讲稿共40页制作制作“棉花棉花”糖的原理：糖的原理：内筒与洗衣机的脱内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。雪白，像一团团棉花。第36页，本讲稿共40页 物体做圆周运动要满足什么条件？物体做圆周运动要满足什么条件？当当当当F心合心合=Fn，做圆周运动，做圆周运动当当F心合心合心合心合=0 或或F心合心合 Fn，做向心，做向心(近心近心)运动运动做离心运动做离心运动做离心运动做离心运动第37页，本讲稿共40页FN G二、凹桥二、凹桥二、凹桥二、凹桥小结小结 一、火车转弯一、火车转弯一、火车转弯一、火车转弯:vFNF合合G第38页，本讲稿共40页当当 时，压力时，压力FN为零为零。航天员处于完全失重状态航天员处于完全失重状态三、凸桥三、凸桥v第39页，本讲稿共40页四、离心运动四、离心运动A做圆周运动的物体，做圆周运动的物体，做圆周运动的物体，做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失在所受合外力突然消失在所受合外力突然消失在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动或不足以提供圆周运动或不足以提供圆周运动或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐所需向心力时，就做逐所需向心力时，就做逐所需向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这渐远离圆心的运动，这渐远离圆心的运动，这渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。种运动就叫离心运动。种运动就叫离心运动。种运动就叫离心运动。返回返回返回返回当当F心合心合=Fn，做圆周运动，做圆周运动当当当当F心合心合心合心合=0 或或F F合合合合 Fn，做向心，做向心(近心近心)运动运动第40页，本讲稿共40页