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

生活中的圆周运动 2 了解航天器中的失重现象及其原因. 1 会分析火车转弯、汽车过拱形桥等实际运动问题中向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题. 3 了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害. 导思 火车转弯 导思 1.火车转弯时，如果弯道处内外轨一样高，则火车转弯时向心力来源是什么？可能产生什么后果？ 向心力来源：外轨对轮缘的弹力 外轨 内轨 FN 产生的后果：不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻 导思 2. 现实生活中铁路弯道有何特点，火车转弯时向心力由哪些力来提供？转弯速度有何要求？ 现实中：外轨高于内轨 向心力：由重力和支持力的合力提供 G θ O FN F合 θ F合＝mg tanθ 所需向心力 转弯速度： 导思 3.若火车转弯时速度大于规定速度v0或小于规定速度v0，火车对轨道的压力情况如何？ 当 时： 轮缘受到外轨向内的弹力 G FN θ F 导思 当 时： G FN θ F 轮缘受到内轨向外的弹力 3.若火车转弯时速度大于规定速度v0或小于规定速度v0，火车对轨道的压力情况如何？ 导思 汽车转弯与火车转弯时提供向心力的方式一样吗？ 汽车转弯时由摩擦力提供向心力 摩擦力 导思 1.火车轨道的转弯处外轨高于内轨，如图所示.若已知某转弯处内、外轨道所在平面相对水平面倾角为θ，火车以某一速率v通过该弯道时，内、外轨道均不受侧向压力，已知重力加速度为g，则下列说法正确的是 A.火车弯道的轨道半径R＝ B.当火车速度大于v时，外轨将受到侧向压力作用 C.当火车速度小于v时，外轨将受到侧向压力作用 D.当火车质量改变时，要使内、外轨都不受侧向 压力作用，其行驶的速率v要改变 安全速度 √ G FN F合 θ R= 内轨 与质量无关 2.(课本第39页第3题)质量为2×103 kg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1.4×104 N.汽车经过半径为50 m的弯路时，如果车速达到72 km/h，这辆车会不会侧滑？ 这辆车会侧滑. 最大静摩擦力提供向心力不够 汽车过拱形桥 导思 1.请利用向心力知识求出汽车在顶（底）部所受的支持力 导思 mg FN FN ＝mg－m mg－FN＝m FN mg FN ＝mg + m FN－mg＝m <mg >mg 1.请利用向心力知识求出汽车在顶（底）部所受的支持力 导思 mg FN FN ＝0 mg＝m = 最大速度： 超过最大速度： 汽车做平抛 2.要保证安全，汽车通过桥面最高点时的最大速度为多少？若超过这个速度，汽车做什么运动？ 导思 3.如图所示，一辆质量为1 500 kg的汽车通过一座半径为50 m的圆弧形拱桥顶部.g取10 m/s2. (1)如果汽车以6 m/s的速度经过拱桥的顶部，则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大？ mg FN 注意牛顿第三定律 mg－FN＝m 车的重力和桥对车的支持力的合力提供向心力 根据牛顿第三定律得，FN′＝FN＝13 920 N (2)如果汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零，则汽车通过拱桥的顶部时速度是多大？ mg 压力恰好为零，由重力提供向心力 mg＝m = (3)设想拱桥的半径增大到与地球半径一样，那么汽车要在这样的桥面上腾空，速度至少应为多大？(地球半径R＝6.4×103 km) mg＝m = =m/s mg 汽车在桥面上腾空，只有重力提供向心力 航天器中的失重现象 导思 1.航天器中的宇航员他们受重力吗？为什么航天器中的人看起来像不受重力一样？ 受到重力（即万有引力） 万有引力去提供向心力 导思 4.(多选)人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是 A.可以用天平测量物体的质量 B.可以用水银气压计测舱内的气压 C.可以用弹簧测力计测拉力 D.在卫星内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为零，但重物 仍受地球的引力 √ √ 原理与物体的重力有关 原理与水银的重力有关 原理为胡克定律 合力提供向心力 离心运动 第四部分 导思 分析图中运动产生的原因 原因：手中拉力消失 原因：摩擦力不足以提供向心力 离心运动 O F合 = mω2r，物体做匀速圆周运动 F合＜mω2r ，物体做逐渐远离圆心的运动 F 合= 0 ，物体沿切线方向飞出远离圆心 离心运动 1.定义：做圆周运动的物体沿切线方向飞出或做逐渐远离圆心的运动. 2.物体做离心运动的原因： 提供向心力的合力突然消失，或者合力不足以提供所需的向心力. 离心运动的应用 离心抛掷 离心脱水 离心分离 离心甩干 离心运动的防止 赛道设计 交通限速 5.(多选)如图所示 ，光滑水平面上，小