6.4 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 一、新课导入 （1）火车过弯的运动特点 火车在弯道上运动时可近似看作______运动，具有_____加速度，由于其质量巨大，因此需要很大的_____力。 （2）向心力和线速度、角速度的关系 Fn=________=________ 圆周 向心 向心 mv2/r mω2r 说一说：火车过弯时有何特点？ 轮缘 一、火车转弯问题 1.认识轮缘： 与汽车轮胎不同，火车的轮上有突出的轮缘 θ 外轨 内轨 F mg T F mg F合 2.水平过弯与倾斜过弯 若火车以恒定速率向右转弯，请根据导学案上的分析填空，完成下两图的受力分析。 想一想：这个弹力对火车有利还是有害？ 结论： （1）水平过弯 内外轨高度______（选填“相同”“不同”），则由外轨对轮缘的_____提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损。 （2）倾斜过弯 外轨高度比内轨略_____（选填“高”“低”），铁轨对火车的_____力与火车所受___力的合力指向圆心，它提供了火车以规定速度行驶时的_______力。 弹力 支持 向心 相同 高 重 其他交通工具的转弯： 7 二、汽车过桥--竖直平面内的圆周运动 海口世纪大桥 重庆嘉陵江大桥 为什么几乎见不到凹型大桥呢？ 合作讨论，完成导学案学习任务一、二 质量为m汽车以恒定速率v分别通过水平桥，凸形桥最高点，凹形桥最低点（两桥半径为r）。 思考：1.可以把汽车看作质点么？ 2.为何要限定最高点和最低点？ F mg f F牵 mg F F牵 f mg F F牵 f 过水平桥，为匀速直线运动，合力为____，故竖直方向上支持力等于重力； 过凸形桥，为匀速圆周运动，合力提供向心力，且圆心在____（选填“上”“下”），故竖直方向上支持力_____（选填“大于”“小于”）重力； 过凹形桥，为匀速圆周运动，合力提供向心力，且圆心在____（选填“上”“下”），故竖直方向上支持力_____（选填“大于”“小于”）重力。 零 下 小于 上 大于 拱形桥最高点： 凹形桥最低点： 想一想：凸形桥的造价最高，为何反而最常见？ 水平桥： 汽车经过不同类型的桥时所受支持力不同： 结论 12 如何能让水瓶倒立，同时不让水流出？ 课堂实验 1．（多选）如图，铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，当质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力的作用，下面分析正确的（ ） A．此时火车转弯所需向心力由重力和支持力的合力来提供 B．若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用 C．若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用 D．无论火车以何种速度行驶，对内侧轨道都有侧压力作用 小试牛刀 AB 2．如图所示，一辆质量为4 t的汽车匀速经过一半径为50 m的凸形桥．若汽车经最高点时对桥的压力等于它重力的一半，求此时汽车的速度多大？(g＝10 m/s2) 汽车在竖直方向上只受重力与支持力，故合力为： F合=mg-FN=mg-F压=mg-mg/2=mg/2 汽车做匀速圆周运动，故合力提供向心力 F合=Fn=mv2/r 故有方程 mg/2=mv2/r 解得 v≈15.8m/s 课堂小结 有关圆周运动问题的解题思路 1.明对象，建模型 2.分析力，求合力 3.看条件，列方程 4.解方程，得结论 17 $$