2019人教版高中物理必修二课件：5.7生活中的圆周运动 (共47张PPT)

第五章 曲线运动 目标定位 1.能定性分析铁路弯道处外轨比内轨高的原因，能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点时对桥的压力. 2.了解航天器中的失重现象及其原因. 3.知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止. 学案8　生活中的圆周运动 知识探究 自我检测 知识探究 一、铁路的弯道 问题设计 设火车转弯时的运动是匀速圆周运动： (1)如图1所示，如果轨道是水平的，火车转弯时受到哪些力的作用？什么力提供向心力？ 图1 答案　轨道水平时，火车受重力、支持力、轨道对轮缘的弹力、向后的摩擦力，向心力由轨道对轮缘的弹力来提供. (2)(1)中获得向心力的方法好不好？为什么？若不好，如何改进？ 答案　这种方法不好，因为火车的质量很大，行驶的速度也不小，轮缘与外轨的相互作用力很大，铁轨和车轮极易受损.改进方法：在转弯处使外轨略高于内轨，使重力和支持力的合力提供向心力，这样外轨就不受轮缘的挤压了. (3)当轨道平面与水平面之间的夹角为α，转弯半径为R时，火车行驶速度多大轨道才不受挤压？ 答案　火车受力如图所示，则 要点提炼 1.向心力来源：在铁路的弯道处，内、外铁轨有高度差，火车在此处依规定的速度行驶，转弯时，向心力几乎完全由 和 的合力提供，即F＝ . 2.规定速度：若火车转弯时，火车轮缘不受轨道压力，则mgtan α＝ ，故v0＝ ，其中R为弯道半径，α为轨道所在平面与水平面的夹角，v0为弯道规定的速度. (1)当v＝v0时，Fn＝F，即转弯时所需向心力等于支持力和重力的合力，这时内、外轨 ，这就是设计的限速状态. 均无侧压力 重力G 支持力FN mgtan α (2)当v>v0时，Fn>F，即所需向心力大于支持力和重力的合力，这时 对车轮有侧压力，以弥补向心力不足的部分. (3)当v<v0时，Fn<F，即所需向心力小于支持力和重力的合力，这时 对车轮有侧压力，以抵消向心力过大的部分. 说明：火车转弯时受力情况和运动特点与圆锥摆类似. 内轨 外轨 二、拱形桥 问题设计 1.质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出汽车受