6.4 生活中的圆周运动（教学课件）【教学无忧】2022-2023学年高一物理同步精品备课（人教版2019必修第二册）

6.4 生活中的圆周运动 人教版（2019）物理（必修第二册） 第六单元 圆周运动 老师： 授课时间： 1 课堂导入 观看视频，你知道如何保证水流星杂技表演中能保证滴水不漏吗？ 一、火车转弯 火车为什么会发生脱轨事故呢？ 一、火车转弯 火车转弯是什么力提供向心力？ 铁轨 踏面 轮缘 1.车轮构造： 一、火车转弯 G N . F 火车车轮有突出的轮缘 外轨 内轨 问题1：火车转弯时可看做匀速圆周运动，如果火车内外轨道一样高。火车受哪些力？谁充当向心力？ 靠这种办法得到的向心力缺点是什么？ 2.原因分析： 由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损坏铁轨. 一、火车转弯 问题2：如何设计可以克服上述缺点？ 问题3：若不受侧向轨道的弹力，谁充当向心力? 一、火车转弯 质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r,轨道的倾角为θ，求火车速度多大时对轨道无侧向压力。 火车转弯规定临界速度: G Fn N θ θ r 一、火车转弯 质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r,轨道宽L，高度差为h，求火车速度多大时对轨道侧向无压力。 G Fn N θ θ r 思考:(1)如果v行驶>v临界,情况如何? (2)如果v行驶<v临界,情况如何? 一、火车转弯 如果火车在转弯处的速度大于规定速度，会对哪个轨道有挤压？如果小于呢？ 1.速度过大时： 2.速度过小时： 外侧轨道与轮之间有弹力 内侧轨道与轮之间有弹力 G Fn N h L θ θ r 一、火车转弯 观看视频。高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的斜度。说说这样设计的原因？ 路面是倾斜的 外高内低 二、汽车过拱形桥 拱形桥 （凸形桥） 凹形桥 水平桥 二、汽车过拱形桥 观看实验视频，你能解释视频中的实验现象吗？ 二、汽车过拱形桥 问题1：汽车静止在桥上与通过平桥时，受力怎样？ F压＝FN＝mg 二、汽车过拱形桥 问题2：汽车过拱形桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？ mg FN v2 R mg－FN＝m v2 R FN ＝mg－m v2 R F压＝FN ＝mg－m 汽车对桥的压力小于其所受重力，即处于失重 FN ＜mg 二、汽车过拱形桥 v2 R mg＝m 当 FN = 0 时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完全失重状态。 FN＝0 时，汽车的速度为多大？ v2 R FN ＝mg－m 问题3：汽车过拱形桥时，运动速度变大，车对凸桥的压力如何变化？ mg FN 临界速度 二、汽车过拱形桥 问题4：汽车过凹形桥时，在最低点时，车对凹形桥的压力又怎样？ FN mg v2 R FN ＝mg + m v2 R F压＝FN ＝mg + m v2 R FN－mg＝m 汽车对桥的压力大于其所受重力，即处于超重 若汽车通过凹桥的速度增大，会出现什么情况？ FN ＞mg 二、汽车过拱形桥 汽车对桥面的压力 超重失重状态 最高点 最低点 小结： 失重 超重 三、航天器中的失重现象 地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径.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零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？…… 地球可以看作一个巨大的拱型桥，其半径就是地球半径R= 6400km，若汽车不断加速，则地面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，支持力会变成零FN=0？ 由 得 此时司机处于完全失重状态。 三、航天器中的失重现象 问题2、航天器在轨道正常运行（绕地球做匀速圆周运动）时，航天员处在超重还是失重状态？ FN mg a ? FN－mg ＝ma FN＞mg 问题1、航天器在发射升空（加速上升）时，航天员处在超重还是失重状态？ 三、航天器中的失重现象 万有引力 问题2.什么维持近地航天器做圆周运动？ 四、离心运动 问题1.分析下面视频中运动产生的原因（条件）？ 四、离心运动 F合＜mω2r ， 1、定义：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时，做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动. O F合 = mω2r， F 合= 0 ， 物体沿切线方向飞出远离圆心 物体做匀速圆周运动 物体做逐渐远离圆心的运动 2.条件： 0 ≤F合＜mω2r F = F < F > 匀速圆周运动 离心运动 向心运动 四、离心运动 问题2.离心运动在生活中应用在哪些地方？ 离心抛掷 离心脱水 离心分离 离心甩干 四、离心运动 问题3.离心运动在生活中的哪些地方有害，我们怎样防止？ O F静 v 在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的.如果转弯时速