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第六章 圆周运动
6.4 生活中的圆周运动
精彩三年 课程探究与巩固·物理·必修第二册
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1
课程解读
课标要点 学科素养 链接浙江学考 链接浙江选考
了解生产生活中的离心现象及其产生的原因。
了解铁路和高速公路拐弯处路面有一定倾斜度的原因。
搜集资料,探讨自行车拐弯时受到的向心力 物理观念:能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。
科学思维:通过对匀速圆周运动的实例分析,渗透理论联系实际的观点,提高学生分析和解决问题的能力 在具体问题中能找到是谁提供向心力的,并结合牛顿运动定律求解有关问题 1.在具体问题中能找到是谁提供向心力的,并结合牛顿运动定律求解有关问题
2.对临界问题的讨论和分析
3.对变速圆周运动的理解和处理
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1.火车转弯时,做圆周运动的轨道平面在水平面内。
2.在火车转弯处外轨略高于内轨,火车转弯时铁轨对火车的支
持力FN的方向斜向弯道的内侧。火车以规定的速率v0通过某
转弯轨道时,能使内、外轨道均不受侧压力,火车所受重力
和支持力的合力(沿水平方向)提供向心力。
3.若火车转弯时的速率v>v0(规定的速率),火车的外侧轮缘与
外轨道之间产生挤压;若火车转弯时的速率v<v0,火车的内
侧轮缘与内轨道之间产生挤压。
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【思辨】
判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)铁道转弯处内、外轨一样高,以防列车倾倒造成翻车事故。
( )
(2)铁道转弯处外轨比内轨略高,这样可以使列车顺利转弯,减
小轮缘与铁轨间的相互挤压。 ( )
(3)因为列车转弯处有向内倾倒的可能,故一般使内轨高于外
轨,以防列车翻倒。 ( )
×
√
×
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G-FN
FN-G
越小
越大
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【思辨】
判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)汽车过拱形桥的最高点时,它受的重力一定等于向心力。
( )
(2)汽车过拱形桥的最高点时,它受的重力可能大于向心力。
( )
(3)汽车过凹形路面的最低点时,它受的支持力FN一定等于向心
力。 ( )
×
√
×
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如图所示,物体在合力F的作用下做匀速
圆周运动,当合力突然消失时,即F=0时,物
体将沿切线飞出去;当合力小于向心力即
F<mrω2时,物体将沿切线和圆周之间的某条
曲线运动,离圆心越来越远。
1.离心运动: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向心力的情况下,就做逐渐远
离圆心的运动,这种运动叫作离心运动。
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2.物体做离心运动的条件:外力突然消失或者不足以提供圆周
运动所需的向心力。
3.离心运动的应用:(1)离心干燥器;(2)离心沉淀器等。
4.离心运动的防止:(1)车辆转弯时要限速;(2)转动的砂轮和飞
轮要限速等。
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【思辨】
判断题(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)物体一直不受外力的作用时,可能做离心运动。( )
(2)做匀速圆周运动的物体,在外界提供的向心力突然变大时做
离心运动。( )
(3)做匀速圆周运动的物体,只要向心力的数值发生变化就将做
离心运动。( )
(4)做匀速圆周运动的物体,当外界提供的向心力突然消失或数
值变小时将做离心运动。( )
×
×
×
√
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1.弯道的特点:弯道处外高内低,但火车或
汽车在行驶过程中,重心高度不变,即重
心轨迹在同一水平面内,向心加速度和向
心力均沿水平面指向圆心。
2.向心力的来源:车速合适时转弯所需的向
心力完全由重力和支持力的合力提供,合力沿水平方向,大
小F=mg tan θ。
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4.轨道压力与火车速度的关系
(1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时,所需向心力仅由重
力和支持力的合力提供,此时火车对内、外轨道无挤压作用。
(2)当火车行驶速度v>v0时,外轨道对轮缘有侧压力。
(3)当火车行驶速度v<v0时,内轨道对轮缘有侧压力。
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例1
D
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1.拱形桥问题