6.4.1 生活中的圆周运动 课件-2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

6.4 生活中的圆周运动 第六单元 圆周运动 弯道处，发现内、外道的高度略有不同，你能说说为什么吗？ 课堂导入 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 外轨 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： G N 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? θ F支 mg O F合 θ F弹 Fn=mgtanθ 火车转弯规定临界速度: 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 为什么桥不做成平的呢？ 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 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 例1：一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( ) A、a处  B、b处   C、c处    D、d处 a b c d D 压力最大的地方，则运用凹形桥模型： 课堂练习 例2：如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( ) A、在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B、在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力 C、汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D、汽车对桥面的压力大于汽车的重力 BC 拱形桥原理： G FN 课堂练习 例3：质量为25kg 的小孩坐在秋千板上，小孩离系绳子的横梁2.5m。如果秋千板摆到最低点时，小孩运动速度的大小是 5 m/s，她对秋千板的压力是多大? 解： 小孩到最低点时可按凹形桥模型处理，受力分析如图所示。 G FN 指向圆心的力 背向圆心的力 =向心力 移项： $$