【课件】生活中的圆周运动（一）课件2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

人教版普通高中物理人教版普通高中物理人教版普通高中物理人教版普通高中物理 必修第二册必修第二册必修第二册必修第二册6.4 6.4 生活中的圆周运动（一）生活中的圆周运动（一）思考：思考：铁路弯道处的铁轨外高内低，为什么？铁路弯道处的铁轨外高内低，为什么？一、火车转弯一、火车转弯1.1.内外轨等高内外轨等高向心力来源：外轨对轮缘的弹力向心力来源：外轨对轮缘的弹力靠这种方法得到向心力极易使铁轨和车轮受损。靠这种方法得到向心力极易使铁轨和车轮受损。缺点：由于火车质量巨大需要很大的向心力，缺点：由于火车质量巨大需要很大的向心力，F F弹弹=F=Fn n问题问题1 1：假设火车在水平轨道转弯，谁来提：假设火车在水平轨道转弯，谁来提供向心力？这样设计的危害是什么？供向心力？这样设计的危害是什么？规定转弯速度为规定转弯速度为v v0 0注：注：a.a.铁轨铺设好铁轨铺设好后，弯道半径后，弯道半径r,r,内内外轨高度差外轨高度差h h及铁轨及铁轨间距间距L L一定，一定，v v0 0一定。一定。b.b.内外轨虽不等高，内外轨虽不等高，但火车但火车转弯的轨迹转弯的轨迹圆圆仍在水平面内。仍在水平面内。2.2.外轨高于内轨外轨高于内轨v=v0重力和支持力的合力恰好提供向心力。重力和支持力的合力恰好提供向心力。vv0外轨道对轮缘有侧压力外轨道对轮缘有侧压力vv0内轨道对轮缘有侧压力内轨道对轮缘有侧压力侧压力平行于斜面，其水平分量与侧压力平行于斜面，其水平分量与mgtanmgtan的矢量和提供向心力！的矢量和提供向心力！1 1如图所示，若火车按规定速率转弯时，内、外轨对车轮皆无侧向如图所示，若火车按规定速率转弯时，内、外轨对车轮皆无侧向压力。当火车以小于规定速率转弯时压力。当火车以小于规定速率转弯时()A A仅内轨对车轮有侧压力仅内轨对车轮有侧压力B B仅外轨对车轮有侧压力仅外轨对车轮有侧压力C C内、外轨对车轮都有侧压力内、外轨对车轮都有侧压力D D内、外轨对车轮都无侧压力内、外轨对车轮都无侧压力A2.2.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨如图所示，当火车以规定的行驶在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨如图所示，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 v，重力加，重力加速度为速度为g g，两轨所在面的倾角为，两轨所在面的倾角为，则（，则（）D思考与讨论思考与讨论：高速公路转弯处和场地自行车赛道，路面往往有一定的倾斜度。：高速公路转弯处和场地自行车赛道，路面往往有一定的倾斜度。说说这样设计的原因。说说这样设计的原因。3.3.一质量为一质量为2.0102.0103 3kgkg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为力为1.4101.4104 4N N，当汽车经过半径为，当汽车经过半径为80m80m的弯道时，下列判断正确的是（）的弯道时，下列判断正确的是（）D问题问题2 2：汽车过凸形桥最高点和凹形桥最低点时，谁提供了向心力？：汽车过凸形桥最高点和凹形桥最低点时，谁提供了向心力？超重还是失重？在最高点速度有什么限制？超重还是失重？在最高点速度有什么限制？二、汽车过拱桥二、汽车过拱桥1.1.凸形桥最高点凸形桥最高点向心力来源：重力和支持力和的合力提供向心力。向心力来源：重力和支持力和的合力提供向心力。2.2.凹形桥最低点凹形桥最低点向心力来源：重力和支持力和的合力提供向心力。向心力来源：重力和支持力和的合力提供向心力。据牛三知汽车对桥的的压力大于重力，据牛三知汽车对桥的的压力大于重力，v v过大易发生爆胎。过大易发生爆胎。4.4.如图所示，质量如图所示，质量m=2.010m=2.0104 4kgkg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为形桥面，两桥面的圆弧半径均为40m40m，如果桥面承受的压力不超，如果桥面承受的压力不超3.03.010105 5N,N,g=10m/sg=10m/s2 2。则（。则（）C三、航天器中的失重现象三、航天器中的失重现象1.1.航天器在近地轨道的运动航天器在近地轨道的运动2.2.航天器及其内一切物体均处于完全失重状态，但并不是不受重力，正是因为重航天器及其内一切物体均处于完全失重状态，但并不是不受重力，正是因为重力作用才使航天器及其内物体力作用才使航天器及其内物体绕地球做匀速圆周运动。绕地球做匀速圆周运动。四、四、离心运动和近心运动离心运动和近心运动(1)(1)离离心心运运动动：做做圆圆周周运运动动的的物物体体，在在所所受受合合外外力力突突然然消消失失或或不不足足以以提提供供圆圆周周运运动动所所需向心力的情况下，就需向心力的情况下，就做做 的的运动运动.(2)(2)受力特点受力特点(如图如图)当当F F0 0时，物体时，物体沿沿 方向方向飞出，做匀速直线运动飞出，做匀速直线运动.当当00F F mrmr2 2时，物体时，物体逐渐逐渐 ，做，做 运动运动.(3)(3)本本质质：离离心心运运动动的的本本质质并并不不是是受受到到离离心心力力的的作作用用，而而是是提提供供的的力力_做做匀匀速速圆圆周运动需要的向心力周运动需要的向心力.逐渐远离圆心逐渐远离圆心切线切线远离远离离心离心向圆心靠近向圆心靠近近心近心小于小于（4 4）离心运动的应用和防止）离心运动的应用和防止课堂小结课堂小结感谢聆听感谢聆听