【高中物理】生活中的圆周运动（第一课时）课件 高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

6.4生活中的圆周运动为什么道路弯道处会有减速慢行的标志？行车不规范，亲人两行泪！行车不规范，亲人两行泪！道路设计时，怎么做才能减少事故发生的概率？道路设计时，怎么做才能减少事故发生的概率？道路工程师道路工程师理论分析事故原因 mgFNFf理论分析事故原因汽车在水平路面上转弯所需要的汽车在水平路面上转弯所需要的向心力来源向心力来源:汽车侧向所受的汽车侧向所受的静摩擦力静摩擦力汽车转弯的半径一定时汽车转弯的半径一定时,汽车的速度汽车的速度v v越大越大,所需的向心力所需的向心力也越大也越大,静摩擦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静摩擦力为最大静摩擦力时:由此可见由此可见:当汽车转弯时当汽车转弯时,存在一个安全通过的存在一个安全通过的最大速度最大速度,如果超过了这个速度如果超过了这个速度,汽车将发生汽车将发生侧滑侧滑现象。现象。1.1.增大转弯半径增大转弯半径2.2.增加路面的粗糙程度增加路面的粗糙程度3.3.最重要的一点最重要的一点:司机应该司机应该减速慢行减速慢行安全措施4.4.增加路面高度差增加路面高度差外高内低外高内低理论分析(1)(1)向心力：重力和支持力的合力向心力：重力和支持力的合力(2)(2)临界速度：临界速度：汽车过桥问题探讨汽车过桥问题探讨在道路规划中，当遇到河流时，如何设计道路？在道路规划中，当遇到河流时，如何设计道路？拱形桥拱形桥（凸形桥）（凸形桥）水平桥水平桥12汽车过桥问题探讨汽车过桥问题探讨问题问题：汽车通过水平桥时，桥的受力情况是怎样的？：汽车通过水平桥时，桥的受力情况是怎样的？F压压FNmg 汽车过桥问题探讨汽车过桥问题探讨问题：问题：汽车过拱形桥时，在最高点时，车对拱形桥的压汽车过拱形桥时，在最高点时，车对拱形桥的压力又怎样？力又怎样？mgFNv2RmgFNmv2RFN mgmv2RF压压FN mgm桥对汽车的支持力桥对汽车的支持力小于车的重力，处于小于车的重力，处于失重状态失重状态。F压压 mg汽车过桥问题探讨汽车过桥问题探讨v2Rmgm当当 F FN N =0=0 时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完全失重状态。全失重状态。FN0 时，汽时，汽车的速度为车的速度为多大？多大？v2RFN mgm问题：问题：汽车过拱形桥时，运动速度变大，车对汽车过拱形桥时，运动速度变大，车对拱拱桥的压力桥的压力如何变化？如何变化？mgFN临界速度临界速度汽车过桥问题探讨汽车过桥问题探讨问题：问题：汽车过凹形路面在最低点时，车对凹形路面的压力又怎样汽车过凹形路面在最低点时，车对凹形路面的压力又怎样？FNmgv2RFN mg+mv2RF压压FN mg+mv2RFNmgm汽车对桥的压力大于其所汽车对桥的压力大于其所受重力，即处于受重力，即处于超重状态超重状态若汽车通过凹桥的速度若汽车通过凹桥的速度增大，会出现什么情况增大，会出现什么情况？F压压 mg火车转弯问题探讨火车转弯问题探讨铁轨踏面轮缘1.1.车轮构造：车轮构造：G.F火车车轮有突出的轮缘外轨内轨火车转弯时可看做匀速圆周运动火车转弯时可看做匀速圆周运动靠这种办法得到的向心力缺点是什么？2.2.原因分析：原因分析：火车转弯问题探讨火车转弯问题探讨如果火车内外轨道一样高，火车受哪些力？向心力来源？如果火车内外轨道一样高，火车受哪些力？向心力来源？火车转弯问题探讨火车转弯问题探讨思考：如何设计铁路轨道，减小火车对轨道的侧压力，从思考：如何设计铁路轨道，减小火车对轨道的侧压力，从而减小火车对轨道的磨损？而减小火车对轨道的磨损？火车外轨道比内轨道高火车外轨道比内轨道高思考：火车可以不受轨道侧向的弹力思考：火车可以不受轨道侧向的弹力F F吗？吗？思考：若火车不受侧向轨道的弹力，什么提供向心力思考：若火车不受侧向轨道的弹力，什么提供向心力?火车转弯问题探讨火车转弯问题探讨(1)(1)向心力：重力和支持力的合力向心力：重力和支持力的合力(2)(2)火车转弯火车转弯规定的规定的临界速度临界速度：【拓展拓展】质量为质量为mm的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r,r,轨道宽轨道宽L L，高度差为，高度差为h h，求火车速度多大时对轨道侧向无压力。，求火车速度多大时对轨道侧向无压力。NrGFnhL火车转弯问题探讨火车转弯问题探讨如果火车在转弯处的速度大于规定速度，会对哪个轨道有挤压？如果小于呢如果火车在转弯处的速度大于规定速度，会对哪个轨道有挤压？如果小于呢？(1)(1)速度过大时：速度过大时：(2)(2)速度过小时：速度过小时：外侧轨道与轮之间有弹力外侧轨道与轮之间有弹力内侧轨道与轮之间有弹力内侧轨道与轮之间有弹力GFnNhLr通过以上分析，解释转弯处内外轨高度通过以上分析，解释转弯处内外轨高度不同的原因和火车脱轨的原因。不同的原因和火车脱轨的原因。火车转弯问题探讨火车转弯问题探讨课堂小结课堂小结项目一项目一项目二项目二项目三项目三项目四项目四汽车转弯汽车转弯火车转弯火车转弯拱形桥拱形桥凹形桥凹形桥临界条件临界条件水平水平面的面的圆周圆周运动运动竖直竖直面的面的圆周圆周运动运动在公路转弯处外侧的李先生家门口，三个月内连续发生了八次大卡车侧翻的在公路转弯处外侧的李先生家门口，三个月内连续发生了八次大卡车侧翻的交通事故。经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示。交通事故。经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示。为了避免事故再次发生，很多人提出了建议，下列建议中合理的是（）为了避免事故再次发生，很多人提出了建议，下列建议中合理的是（）A A在进入转弯处设立限速标志，提醒司机不要超速转弯在进入转弯处设立限速标志，提醒司机不要超速转弯B B改进路面设计，减小车轮与路面间的摩擦改进路面设计，减小车轮与路面间的摩擦C C改造此段弯路，使弯道内侧低、外侧高改造此段弯路，使弯道内侧低、外侧高DD改造此段弯路，使弯道内侧高、外侧低改造此段弯路，使弯道内侧高、外侧低AC（多选）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（多选）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小为v v，重力加速度为，重力加速度为g g，两轨所在面的倾角为，两轨所在面的倾角为，则（），则（）A A该弯道的半径该弯道的半径B B当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变C C当火车速率大于当火车速率大于v v时，内轨将受到轮缘的挤压时，内轨将受到轮缘的挤压DD当火车速率小于当火车速率小于v v时，外轨将受到轮缘的挤压时，外轨将受到轮缘的挤压AB汽车在过凹凸路面时，都会做减速操作，如图汽车在过凹凸路面时，都会做减速操作，如图A A、B B分别是一段凹凸路面的最分别是一段凹凸路面的最高点和最低点，若把汽车视作质点，则下列说法正确的是（）高点和最低点，若把汽车视作质点，则下列说法正确的是（）A A汽车行驶到汽车行驶到A A点时，处于超重状态，如果采取加速操作会使车胎受到更大点时，处于超重状态，如果采取加速操作会使车胎受到更大的压力的压力B B汽车行驶到汽车行驶到B B点时，处于超重状态，如果采取加速操作会使汽车飞离路面点时，处于超重状态，如果采取加速操作会使汽车飞离路面C C汽车行驶到汽车行驶到A A点时，处于失重状态，如果采取减速操作会增加车胎与路面点时，处于失重状态，如果采取减速操作会增加车胎与路面间的弹力，使得行驶更加稳定安全间的弹力，使得行驶更加稳定安全D D汽车行驶到汽车行驶到B B点时，处于失重状态，如果采取减速操作会增加车胎与路面点时，处于失重状态，如果采取减速操作会增加车胎与路面间的弹力，使得行驶更加稳定安全间的弹力，使得行驶更加稳定安全C课后作业：课本39页3、4、5题注意规范解题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，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？课后思考课后思考课后思考课后思考