内容正文:
4.生活中的圆周运动
知识导图
核心素养
物理观念:向心力、向心加速度的概念,离心现象.
科学思维:向心力来源分析及牛顿第二定律的应用.
科学探究:(1)火车转弯的轨道特点及向心力来源分析.
(2)凸、凹形桥问题中向心力来源分析,航天器中的失重问题分析.
科学态度与责任:(1)日常生活中圆周运动的向心力分析.
(2)从生活实例中抽象出圆周运动模型,并进行推理探究.
知识点一 火车转弯
阅读教材第35页“火车转弯”部分,回答下列问题.
1.火车在弯道上的运动特点
火车在弯道上运动时做 ,因而具有向心加速度,由于其质量巨大,需要很大的 .
圆周运动
向心力
2.向心力来源
(1)若转弯时内外轨一样高,则由 对轮缘的弹力提供向心力,这样铁轨和车轮极易受损.
(2)若内外轨有高度差,依据规定的行驶速度行驶,转弯时向心力几乎完全由 和 的合力提供.
外轨
重力
支持力
知识点二 汽车过拱形桥
阅读教材第36页“汽车过拱形桥”部分.
关于汽车过桥问题,用图表概括如下:
汽车过凸形桥
汽车过凹形桥
受力分析
向心力
Fn= =meq \f(v2,r)
Fn= =meq \f(v2,r)
mg-FN
FN-mg
对桥的压力
FN′=mg-meq \f(v2,r)
FN′=mg+meq \f(v2,r)
结论
汽车对桥的压力小于汽车的重力,而且汽车速度越大,对桥的压力
汽车对桥的压力大于汽车的重力,而且汽车速度越大,对桥的压力
越小
越大
火车转弯
INCLUDEPICTURE"20新物理2书59.tif"
知识点三 航天器中的失重现象
阅读教材第37页“航天器中的失重现象”部分.
1.向心力分析
宇航员受到的地球引力与座舱对他的支持力的合力为他提供向心力, =meq \f(v2,R).
2.支持力分析: FN= .
3.讨论
当v=eq \r(gR)时座舱对宇航员的支持力FN=0,
宇航员处于 状态.
mg-FN
mg-eq \f(mv2,R)
完全失重
图解:
知识点四 离心运动
阅读教材第37~38页“离心运动”部分.
1.定义:做圆周运动的物体,由于惯性,沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动.