6.4 生活中的圆周运动（一） 课件- 2022-2023学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

人教版普通高中物理 必修第二册 6.4 生活中的圆周运动（一） 思考：铁路弯道处的铁轨外高内低，为什么？ 一、火车转弯 1.内外轨等高 ①向心力来源：外轨对轮缘的弹力 靠这种方法得到向心力极易使铁轨和车轮受损。 ②缺点：由于火车质量巨大需要很大的向心力， F弹=Fn 问题1：假设火车在水平轨道转弯，谁来提供向心力？这样设计的危害是什么？ 规定转弯速度为v0 注：a.铁轨铺设好后，弯道半径r,内外轨高度差h及铁轨间距L一定，v0一定。 b.内外轨虽不等高，但火车转弯的轨迹圆仍在水平面内。 2.外轨高于内轨 ①v=v0重力和支持力的合力恰好提供向心力。 ②v>v0外轨道对轮缘有侧压力 ③v<v0内轨道对轮缘有侧压力 侧压力平行于斜面，其水平分量与mgtanθ的矢量和提供向心力！ 1．如图所示，若火车按规定速率转弯时，内、外轨对车轮皆无侧向压力。当火车以小于规定速率转弯时(　 　) A．仅内轨对车轮有侧压力 B．仅外轨对车轮有侧压力 C．内、外轨对车轮都有侧压力 D．内、外轨对车轮都无侧压力 A 2.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨．如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则（ ）　　 D 思考与讨论：高速公路转弯处和场地自行车赛道，路面往往有一定的倾斜度。说说这样设计的原因。 ①转弯处水平：静摩擦力提供向心力f=,由fm=可求得转弯而不侧滑的最大速度②外高内低请参考火车转弯 3.一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（　　） D 问题2：汽车过凸形桥最高点和凹形桥最低点时，谁提供了向心力？超重还是失重？在最高点速度有什么限制？ 二、汽车过拱桥 1.凸形桥最高点 ①向心力来源：重力和支持力和的合力提供向心力。 2.凹形桥最低点 ①向心力来源：重力和支持力和的合力提供向心力。 据牛三知汽车对桥的的压力大于重力，v过大易发生爆胎。 4.如图所示，质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为40m，如果桥面承受的压力不超3.0×105N, g=10m/s2。则（ ） C 三、航天器中的失重现象 1.航天器在近地轨道的运动 ②对于航天员,由重力和座椅的支持力提供向心力。满足的关系为：mg－FN=。 由此可得FN=0,航天员处于完全失重状态,对座椅无压力。 ①对于航天器,重力充当向心力,满足的关系：mg=航天器的速度v= 2.航天器及其内一切物体均处于完全失重状态，但并不是不受重力，正是因为重力作用才使航天器及其内物体绕地球做匀速圆周运动。 四、离心运动和近心运动 (1)离心运动：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做 的运动. (2)受力特点(如图)  ①当F＝0时，物体沿 方向飞出，做匀速直线运动. ②当0<F<mrω2时，物体逐渐 圆心，做 运动. ③当F>mrω2时，物体逐渐 ，做 运动. (3)本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力_____做匀速圆周运动需要的向心力. 逐渐远离圆心 切线 远离 离心 向圆心靠近 近心 小于 （4）离心运动的应用和防止 课堂小结 感谢聆听 Lavf57.25.100 Lavf57.25.100 Lavf57.25.100 $