选必修生活中圆周运动.pptx

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1、创创设设情情境境第1页/共36页水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动火车转弯火车转弯生生 活活 实实 例例 分分 析析第2页/共36页阅读课本P26-27铁路的弯道思考问题1.火车在平直的轨道上匀速行驶时，受力如何？2.如果轨道是水平的，火车转弯时所受外力怎样？需要的向心力由哪些力提供呢？3.火车的质量很大，行驶的速度也不小，如此 长时间后，对轨道和列车有什么影响？4.如何改进才能够使轨道和轮缘不容易损坏呢？自自主主学学习习第3页/共36页注意观察铁轨弯道铁轨弯道的特点第4页/共36页车轮介绍车轮介绍第5页/共36页F有什么弊端？有什么弊端？由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力F提供一一 内外轨道一样

2、高时内外轨道一样高时问问题题归归纳纳第6页/共36页二二 外轨略高于内轨时外轨略高于内轨时1 火车受力火车受力3 火车的向心力来源火车的向心力来源由由G G和和N N的合力提供的合力提供hFG2 确定圆心确定圆心N问问题题归归纳纳第7页/共36页NhF合合L如图所示，已知内如图所示，已知内外轨高度差为外轨高度差为 h，两轨间距为两轨间距为L、转、转弯半径弯半径R，车轮对车轮对内外轨都无压力时内外轨都无压力时,质量为质量为m的火车运的火车运行的速率应该多大行的速率应该多大?火车拐弯应以规定速度行驶反反馈馈练练习习G第8页/共36页1.当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时时火车行驶速率vv规

3、定GNN1轮缘挤压外轨道问问题题归归纳纳第9页/共36页2.当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时时 火车行驶速率vv规定GNN1轮缘挤压内轨道问问题题归归纳纳第10页/共36页如果汽车在水平路面高速转弯时如果汽车在水平路面高速转弯时向心力由谁提供？向心力由谁提供？高速公路转弯处应修成什么样的？高速公路转弯处应修成什么样的？第11页/共36页海南汽车试验场海南汽车试验场第12页/共36页 为了防止汽车在水平路面上转弯时出现为了防止汽车在水平路面上转弯时出现 “打滑打滑”的现象，可以：的现象，可以：()()a.a.增大汽车转弯时的速度增大汽车转弯时的速度 b.b.减小汽车转弯时的速度减小汽车

4、转弯时的速度 c.c.增大汽车与路面间的摩擦增大汽车与路面间的摩擦 d.d.减小汽车与路面间的摩擦减小汽车与路面间的摩擦 A.a.a、b b B.a.a、c c C.b.b、d d D.b.b、c cD反反馈馈练练习习第13页/共36页创创设设情情境境第14页/共36页(汽车过桥为例汽车过桥为例)生生 活活 实实 例例 分分 析析二二.竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动（最高点和最底点（最高点和最底点)第15页/共36页12问问题题归归纳纳拱形桥和凹形桥拱形桥和凹形桥第16页/共36页汽车通过桥最高点时车对桥的压力是多少？以以凸形桥凸形桥为例分析：为例分析：自自主主学学习习阅读课本阅读课本P

5、 P2727拱形桥拱形桥第17页/共36页1、分析汽车的受力情况、分析汽车的受力情况2、找圆心、找圆心3、确定、确定F合合即即F向向的方向。的方向。4、列方程、列方程NGF合合=G-N问问题题归归纳纳根据牛顿第三定律根据牛顿第三定律第18页/共36页学生分析：汽车通过最底点时车对凹形桥 (过水路面)的压力 合合作作探探究究第19页/共36页比较车在三种桥面时的受力的情况比较车在三种桥面时的受力的情况。超重？。超重？失重？失重？N=G问问题题归归纳纳第20页/共36页思考与讨论：思考与讨论：地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半

6、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，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的样的情况：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？压力是多少？第21页/共36页阅读课本阅读课本P P28-2928-29航天器中的失重现象航天器中的失重现象1.在航天器里的人或物还受地球引力吗？谁提供航天员做圆周运动的向心力？2.航天员在什么条件下处于完全失重状态？自自主主学学习习第22页/共36页 时，座舱对航天员的支持力FN=0航天员处于失重状态。总结：其实在任何关闭了发动机，又不受阻力的飞行器中都是一个完全失重的环境。当飞船距地面高度为一、二百千米

7、时，它的轨道半径近似等于地球半径R，航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重，除此之外，他还可能受到飞船座舱对他的支持力FN，引力与支持力的合力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力。当问问题题归归纳纳第23页/共36页一、铁路的弯道 1讨论向心力的来源：2外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使 火车转弯的向心力 3讨论：为什么转弯处的半径和火车运行 速度有条件限制?二、拱形桥1思考：汽车过拱形桥时，对桥面的压力与 重力谁大?2圆周运动中的超重、失重情况三、航天器中的失重现象 航天员何时处于完全失重状态？通过本节课的学习我们知道：课课堂堂小小结结第24页/共36页 质量质量 m=100

8、tm=100t的火车在轨道上行驶的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面夹角为火车内外轨连线与水平面夹角为37370 0.弯弯道半径道半径R=30m.R=30m.(1)(1)当火车的速度当火车的速度v v1 1=10m/s=10m/s时时,轨道何处受轨道何处受 侧压力侧压力?(2)(2)当火车的速度当火车的速度v v2 2=15m/s=15m/s时时,轨道何处受轨道何处受 侧压力侧压力?(3)(3)当火车的速度当火车的速度v v3 3=20m/s=20m/s时时,轨道何处受轨道何处受 侧压力侧压力?反反馈馈练练习习第25页/共36页课课后后作作业业一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=9

9、0m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10ms2求：（1）若桥面为凹形，汽车以20ms的速度 通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？（2）若桥面为凸形，汽车以l0ms的速度 通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？（3）汽车以多大速度通过凸形桥面时，对桥面刚好没有压力？第26页/共36页第27页/共36页解圆周运动问题的基本步骤解圆周运动问题的基本步骤1.确定作圆周运动的物体作为研究对象。确定作圆周运动的物体作为研究对象。2.确定作圆周运动的轨道平面、圆心位置确定作圆周运动的轨道平面、圆心位置和半径。和半径。3.对研究对象进行受力分析画出受力示意对研究对象进行受力分析画出受力示意图。图。4.运用平行四

10、边形定则或正交分解法（运用平行四边形定则或正交分解法（取向取向心加速度方向为正方向心加速度方向为正方向）求出向心力）求出向心力F。5.根据向心力公式，选择一种形式列方程根据向心力公式，选择一种形式列方程求解求解第28页/共36页阅读课本阅读课本P P28-2928-29离心运动离心运动阅读提纲阅读提纲1.1.什么叫离心运动？生活中有哪些常见什么叫离心运动？生活中有哪些常见 的离心运动？的离心运动？2.2.离心运动有哪些应用？离心运动有哪些应用？3.3.离心运动有哪些危害？离心运动有哪些危害？自自主主学学习习第29页/共36页做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的

11、向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。物体作离心运动的条件：二二.离心运动离心运动问问题题归归纳纳第30页/共36页离心运动的应用1、离心干燥器的金属网笼2、洗衣机的脱水筒3、用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内4、制作“棉花”糖的原理：离心运动的防止：离心运动的防止：1、在水平公路上行驶的汽车转弯时2、高速转动的砂轮、飞轮等问问题题归归纳纳第31页/共36页“供需”平衡 物体做匀速圆周运动提供物体做匀速圆周运动的力物体做匀速圆周运动所需的力从“供”“需”两方面研究做圆周运动的物体第32页/共36页从“供”“需”两方面来进行研究“供”分析物体受力，求沿半径方向的合外力“

12、需”确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力“供”“需”平衡做圆周运动“供”“需”不平衡做离心运动或向心运动问问题题归归纳纳第33页/共36页要使原来做圆周运动的物体做离要使原来做圆周运动的物体做离心运动，该怎么办？心运动，该怎么办？问题一：问题一：A A、提高转速，使所需向心力增大到、提高转速，使所需向心力增大到 大于物体所受合外力。大于物体所受合外力。B B、减小合外力或使其消失、减小合外力或使其消失问题二：问题二：要防止离心现象发生，该怎么办？要防止离心现象发生，该怎么办？A A、减小物体运动的速度，使物体、减小物体运动的速度，使物体 做圆周运动时所需的向心力减小做圆周运动时所需的向心力减小B B、增大合外力，使其达到物体、增大合外力，使其达到物体 做圆周运动时所需的向心力做圆周运动时所需的向心力合合作作探探究究第34页/共36页B反反馈馈练练习习下列说法正确的是 ()A.作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然 消失时，将沿圆周半径 方向离开圆心B.作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然 消失时，将沿圆周切线方向离开圆心C.作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个 向心力，维持其作圆周运动D.作离心运动的物体，是因为受到离心力作用 的缘故第35页/共36页感谢您的观看！第36页/共36页