6.4 生活中的圆周运动（备课堂）-【上好课】2020-2021学年高一物理同步备课系列（2019人教版必修2）

新人教版高中物理必修2 第六章 6.4 生活中的圆周运动 授课老师： 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 1 生活实例：火车转弯 火车拐弯的向心力是哪里来？ 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：火车转弯 火车以半径R = 300m 在水平轨道上转弯，火车质量为8×105 kg，速度为30m/s。铁轨与车轮之间的动摩擦因数μ=0.25。求：火车拐弯所需要的向心力？ mg FN Ff O 代入数据可得： Ff =2.4×106N 轨道提供的静摩擦力最大值： Ff静m=μmg=1.96×106N 问：“谁”提供的向心力？ “供需”不平衡，如何解决？ 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：火车转弯 火车转弯时，外侧车 轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的 弹力是火车转弯所需向心力的主要来源 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：火车转弯 火车转弯时，外侧车 轮的轮缘挤压外轨，使外轨发生弹性形变，外轨对轮缘的 弹力是火车转弯所需向心力的主要来源 需要Ff =2.4×106N 静摩擦力提供Ff静m=μmg=1.96×106N 轮缘对轨道侧向的弹力F =4.4×105 N （880个成人体重） 　外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？如何解决这个问题？ 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：火车转弯 弯道设计：汽车转弯轮子能提供摩擦力，不能提供侧向弹力，是如何解决转弯？ 倾斜地面 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：火车转弯 FN mg F θ h 火车以半径R= 300 m转弯，火车质量为8×105kg ，速度为30m/s，火车轨距l=1.4 m，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度h？（θ较小时tanθ=sinθ） 解：火车拐弯需要向心力： 由力的关系得： 即提供的向心力： 由几何关系得： 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：火车转弯 火车拐弯 需要向心力 重力与支持力合力 提供的的向心力 = ？若火车速度与设计速度不同会怎样？ FN mg F θ h 车速过快 > 火车向外侧运动，挤压外侧铁轨 外 侧 内侧 车速过快 火车向内侧运动，挤压内侧铁轨 < 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 课堂练习 如图所示，图(a)中甲汽车在水平路面上转弯行驶，图(b)中乙汽车在倾斜路面上转弯行驶．关于两辆汽车的受力情况，以下说法正确的是( ) A. 两车都受到路面竖直向上的支持力作用 B. 两车都一定受平行路面指向弯道内侧的摩擦力 C. 甲车可能不受平行路面指向弯道内侧的摩擦力 D. 乙车可能受平行路面指向弯道外侧的摩擦力 D 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 课堂练习 如下图所示，若火车按规定速率转弯时，内、外轨对车轮皆无侧向压力，则当火车以大于规定速率转弯时( ) A. 仅内轨对车轮有侧向压力                          B. 仅外轨对车轮有侧向压力 C. 内、外轨对车轮都有侧向压力                   D. 内、外轨对车轮均无侧向压力 B 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：汽车过桥 这些交通标识牌分别表示什么 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：汽车过桥——拱形桥 半径R 车速v 汽车过拱形桥需要向心力 mg Fn 受力分析 汽车受到重力和支持力 重力和支持力的合力提供向心力 （向心力指向圆心，合力向下，mg>Fn） 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：汽车过桥——拱形桥 半径R 车速v mg Fn 汽车过拱形桥需要向心力 重力和支持力的合力提供向心力 失重 似曾相识 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：汽车过桥——拱形桥 半径R 车速v mg Fn 汽车过拱形桥需要向心力 重力和支持力的合力提供向心力 是否也有完全失重? FN=0，此时汽车对桥面的压力为0 失重 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：汽车过桥——拱形桥 汽车过拱形桥需要向心力 重力和支持力的合力提供向心力 失 重 此时汽车对桥面的压力为0 完全 失重 如果速度再大点会如何？ 提供的向心力不足以满足需要的向心力→离心运动 版权所有：徐圣钦 QQ：894665727 生活实例：汽车过桥——拱形桥 半径R 车速v mg Fn 汽车过拱形桥需要向心力 重力和支持力的合力提供向心力 FN=0，此时汽车对桥面的压力