2023届高考物理一轮复习课件：6.4 生活中的圆周运动

6.4 生活中的圆周运动 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 在铁路弯道处,稍微留意一下,就能发现内、外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗? 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 O mg FN f 1 一、汽车转弯 汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢? 质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶,轮胎与路面间的最大静摩擦力为2.5×104N,汽车经过半径为50m的弯路时,如果汽车的车速达到10m/s,这辆车会不会发生侧滑。 问题1:如果车速达到30m/s,车将会怎样? 问题2:如果你是一个设计师,你能否对路面进行简单的设计,以减少对于轮胎的磨损。 改进措施: (1)增大转弯半径 (2)增加路面的粗糙程度 (3)最重要的一点:司机应该减速慢行! (4)增加路面高度差——外高内低 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 汽车拐弯 FN mg Fn 在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低,在某路段,汽车在左转弯时,汽车左侧的路面会比右侧的路面低一些,如果汽车的质量是2×103kg,汽 车的运动可以看做是做半径为50m的圆周运动,设路面的倾斜角度10o,已知重力加速度为10m/s2,要使车轮与路面间的横向摩擦力(垂直于前进方向)等于0,汽车转弯时的车速应该是多大?(tan10o=0.18) 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 G FN . Ff 二、火车转弯 已知火车速度v为30m/s,弯道的半径R=900m,火车的质量m=8×105kg。若铁道的内外轨一样高,火车在转弯时,谁提供向心力?这个力需要多大? 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 火车速度为30m/s,弯道的半径R =900m,火车的质量m =8×105kg,转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大? 轮缘 G F支持 FN 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 F FN G 若火车转弯时轨道倾角为5◦,此时要求轨道对轮缘无挤压作用,请问火车通过弯道时的最大速度是多少?(已知:转弯半径R=900m,tan5◦=0.09) 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 FN mg 超重状态 1、汽车过凹桥,在最低点时,车对凹桥的压力又怎样? 三、汽车过拱桥 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 mg FN 2、汽车过凸桥时,在最高点时,车对凸桥的压力怎样? 失重状态 3、若汽车的运动速度变大,压力如何变化? 当 时,压力FN为零。处于完全失重状态。 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 地球可以看作一个巨大的拱形桥 地球可以看作一个巨大的拱形桥,桥面的半径就是地球的半径 R(约为 6 400 km)。地面上有一辆汽车在行驶,所受重力 G = mg,地面对它的支持力是 FN 。根据上面的分析,汽车速度越大,地面对它的支持力就越小。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 0 ?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?驾驶员躯体各部分之间的压力是多少?他这时可能有什么感觉? 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 r ≈ R O 以绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船为例,当飞船距地面高度为100 〜 200 km 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受到的重力mg。 时,航天员处于完全失重状态。 三、航天器中的失重现象 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 四、离心运动 “供”“需”是否平衡决定物体做何种运动 供 提供物体做圆周运动的力 需 物体做匀速圆周运动所需的力 F = 匀速圆周运动 F < 离心运动 F > 向心运动 物体的离心运动与受力情况 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 火车行驶速率v>v规定 G N FN′ 火车行驶速率v<v规定 G N FN ′ 外轨对轮缘有侧压力 内轨对轮缘有侧压力 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 医务人员用离心机分离血液 利用离心运动把附着在衣物上的水分甩掉 2.离心运动的防止 1.离心运动的利用 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 1. 如果高速转动的飞轮的重心不在转轴上,运行将不稳定,而且轴承会受到很大的作用力,加速磨损。图中飞轮半径 r = 20 cm,OO′为转动轴。正常工作时转动轴受到的水平作用力可以认为是0。假想在飞轮的边缘固定一个质量m = 0.01 kg 的小螺丝钉P,当飞轮转速n = 1000 r/s 时,转动轴OO′受到多大的力?(π2取10) 练习与应用 8×104 N 版权所有:徐圣钦 QQ:894665727 教材第38页课后习题 2. 有一种叫“飞椅”的游乐项目。长为L的钢绳一端系着座椅,另一端固定在半径为