2.3 圆周运动的实例分析（课件PPT）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（教科版2019）

第3节　圆周运动的实例分析 核心素养导学 物理观念 (1)了解生活中的各种圆周运动现象。 (2)知道离心运动产生的原因。 科学思维 (1)能根据所学知识分析生活中的各种圆周运动现象。 (2)会分析汽车通过拱形桥、旋转秋千和火车转弯等情境中的有关问题。 科学态度与责任 观察生活中的离心现象，了解其在生活中的应用，并知道离心运动所带来的危害；能体会物理学的技术应用对日常生活的影响。 一、汽车通过拱形桥 mg－N N－mg 结论 汽车对桥的压力小于汽车的重力，而且汽车速度越大，对桥的压力______ 汽车对桥的压力大于汽车的重力，而且汽车速度越大，对桥的压力______ 续表 二、旋转秋千 1．模型处理：旋转秋千可以简化为 模型。 越小 越大 圆锥摆 2．分析方法 (1)重力、拉力的合力F合＝ 。 (2)半径r＝ 。 (3)合外力提供向心力F合＝ 。 (4)可以推导出cos α＝ 。  三、火车转弯 1．火车车轮的结构特点：火车的车轮由水平的踏面和 突出的轮缘组成。轮缘置于铁轨的内侧，其侧面与 铁轨接触。 作用：轮缘有导向和防止脱轨的作用。 mgtan α lsin α mω2r 2．火车在弯道上的运动特点：火车在弯道上运动时做圆周运动，由于其质量巨大，因此需要很大的 。 3．向心力的来源 (1)若铁路弯道的内外轨一样高，则由 提供向心力，这样，铁轨和车轮极易受损。 (2)转弯处的外轨略高于内轨，依据规定的行驶速度行驶，由 和 的合力提供向心力。 向心力 外轨对轮缘的弹力 重力 支持力 四、离心运动 1．定义：做圆周运动的物体 飞出或做逐渐远离圆心的运动。 2．原因：向心力突然消失或 提供所需的向心力。 3．离心运动的应用和防止 (1)应用：离心干燥器；洗衣机的脱水筒；离心机。 (2)防止：汽车在公路转弯处必须限速行驶；转动的砂轮、飞轮的转速不能太高。 物体做离心运动不是物体受到离心力的作用，而是外力突然消失或外力不足以提供所需的向心力。　　 沿切线方向 合力不足以 1.某次演习中，一辆战车以恒定的速度在起伏不平的路面上行进。 请对以下结论作出判断： (1)战车在B点和C点时，向心加速度方向都是竖直向上的。 ( ) (2)战车在B点时对路面的压力大于战车的重力。 ( ) (3)战车在C点时对路面的压力小于战车的重力。 ( ) (4)战车在C点时对路面的压力可能为零。 ( ) (5)战车在D处路面加速行驶时，对路面的压力大于战车的重力。 ( ) × √ √ √ × 2．图甲是某主题公园中的苹果树飞椅，其示意图如图乙所示。钢绳一端系着座椅，另一端固定在上面的转盘上，转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，质量相等的A、B座椅与竖直方向的夹角分别为θ、α，A、B恰好在同一水平面上，不计钢绳所受的重力。分析A、B所受的向心力大小之比为多少？ 提示：以A为受力对象，受力分析如图所示，重力和拉力的合力提 供向心力，则对于A：F向＝mgtan θ 同理对于B：F向′＝mgtan α 所以向心力之比为：tan θ∶tan α。 3．火车转弯时外轨与内轨的高度一样吗？火车的车轮设计有什么特点？ 提示：火车转弯时外轨与内轨高度不一样，外轨高、内轨低。火车的车轮设计有突出的轮缘，车轮的轮缘卡在铁轨之间。 4．如图所示，是一款滚筒洗衣机及其滚筒，请思考洗衣机是如何将衣服甩干的？ 提示：当滚筒高速旋转时，衣服紧贴着筒壁随圆筒高速转动，衣服上的水滴的附着力不足以提供随圆筒转动的向心力时，水滴会做离心运动从圆筒的小孔中被甩出。 新知学习(一)|汽车过拱形桥 [活动探究] 如图甲、乙所示为汽车在凸形桥、凹形路面上行驶的示意图，汽车行驶时可以看作圆周运动。 (1)如图甲，汽车行驶到拱形桥的桥顶时： ①什么力提供向心力？汽车对桥面的压力有什么特点？ ②汽车对桥面的压力与车速有什么关系？汽车安全通过拱形桥顶(不脱离桥面)行驶的最大速度是多大？ (2)当汽车行驶到凹形路面的最低点时，什么力提供向心力？汽车对路面的压力有什么特点？ [系统归纳] 1．汽车过凸形桥 汽车经过最高点时，汽车的重力与桥对汽车支持力的合力提供向心力。如图甲所示。 [针对训练] 1. 在较大的平直木板上相隔一定距离钉几个钉子，将三合板弯