5.7 生活中的圆周运动 课件 -2022-2023学年高一下学期物理人教版必修2

7生活中的圆周运动 分析做圆周运动的物体受力情况 O mg FN Ff O mg FN 提供向心力 受力分析 Ff FN+mg 轮缘 铁轨 (轨距) 实例研究一：火车过弯 火车以半径R= 300 m在水平轨道上转弯，火车质量为8×105kg，速度为30m/s。请求出火车所需的向心力 O mg FN1 FN2 向心力由轨道外侧压力提供 代入数据可得： F=2.4×106N R v m F 2 = 直接提出 解决方案 火车以半径R 转弯，火车质量为m，速度为V，火车轨距l，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） h 由力的关系得： 由向心力公式得： 由几何关系得： 解： FN mg F θ 供 需 改为m/s 生活中的类似问题 研究与讨论 外侧 内侧 F θ 若火车车轮无轮缘，火车速度过大或过小时将向哪侧运动？ 过大时：火车向外侧运动 过小时：火车向内侧运动 FN mg 离心 向心 火车行驶速率v>v规定 当火车行驶速率v>v规定时 当火车行驶速率v<v规定时 G N N′ 火车行驶速率v<v规定 G N N′ 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 实例研究二——拱形桥 比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。 G FN G FN’ 失重 超重 a a 最高点 最低点 研究与讨论 提供的向心力不足，做离心运动，离开桥面做平抛运动 有无可能做这样的运动？ 若可能应满足怎样的条件？ G FN 若速度过快，汽车做何种运动？ 航天员的感觉 可加入地球 三 航天器中的失重现象 一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，距地面一二百千米时，它的轨道半径近似等于地球半径，航天员受到地球引力近似等于重力 船舱对航天员的支持力为零，失重 R o 过山车 水流星 练习 用钢管做成半径为R=0.5m的光滑圆环（管径远小于R）竖直放置，一质量为m=0.2kg的小球（可看作质点，直径略小于管径）在环内做圆周运动，求:小球通过最高点A时，下列两种情况下球对管壁的作用力. 取g=10m/s2 A的速率为1.0m/s (2) A的速率为4.0m/s 　　 A O m N1 mg A O m N2 mg 思考:过山车为什