5.5圆周运动的应用 课件 -2022-2023学年高一下学期物理沪科版（2020）必修第二册

第五章·曲线运动 第五节 圆周运动的应用 高中物理 必修 第二册 本节课主要学习内容 1 分子速率测定 2 车辆转弯、过桥 3 离心现象 4 绳杆模型 1920年，史特恩应用圆周运动规律测定气体分子的速率。 分子从a飞出，若圆筒不动，则分子到达b点；若圆筒以角速度ω转动，则分子到达b’点。 研究对象 运动状态 运动时间 等时性 气体分子 圆筒 b ω K r R a θ b′ Δs 匀速 直线运动 匀速转动 （R-r）/v Δs/v’ =Δs/Rω 分子速率测定（P25～26） mg FN f静 汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢？ 汽车在水平路面上转弯所需要的向心力来源：汽车侧向所受的静摩擦力。 当汽车转弯的半径一定时，汽车的速度越大，所需的向心力也越大。当所受静摩擦力为最大静摩擦力时，速度就达到了安全过弯的最大速度： 思考：如何提高汽车过弯的速度大小？ 汽车转弯（补P26） 火车转弯是什么力提供向心力的呢？ 当v =v0时，轮缘不受侧向压力，临界速度。 当v＞v0时，轮缘受到外轨向内的挤压力, 外轨易损坏。 当v＜v0时，轮缘受到内轨向外的挤压力, 内轨易损坏。 火车转弯（P26） 重力与支持力的合力（沿水平方向） 如图所示，质量为m的物体，沿半径为R的圆周做匀速圆周运动，线速度为v，运动中受到指向圆心的外力的合力为F。 匀速圆周运动 F=F向 匀速直线运动 F=0 离心运动 F<F向 近心运动 F>F向 离心现象的定义： 做圆周运动的物体，在所受力不足以提供所需的向心力时，做逐渐远离圆心的运动。 离心现象是物体惯性的表现，是向心力不足时的一种现象。离心力并不存在。 离心现象（补P27） 离心运动的应用 mg N N mg N＞mg N ＜mg 汽车所受的N小于其所受重力 即处于失重状态 汽车所受的N大于其所受重力 即处于超重状态 思考：如果汽车过桥时速度过大会怎么样？ *车辆过桥（补P27） 补P27 绳—球模型 杆—球模型 实例 如球与绳连接、沿内轨道运动的球等 如球与杆连接、球在内壁光滑的圆管内运动等 图示 最高点无支撑 最高点有支撑 *竖直平面的圆周运动 最 高 点 受力特征 重力、弹力，弹力方向向下或等于零 重力、弹力，弹力方向向下、等于零或向上 受力示意图 力学特征 临界特征 FN＝0，vmin＝ 竖直向上的FN＝mg，vmin＝0 思考：两种模型，小球能通过最高点的条件为何不同？ *竖直平面的圆周运动 各种模型 转弯 过桥 离心现象 …… 小结 课本P27/问题与思考3、5 练习册P14/3、4、7、8 练习与作业 $