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

【问题】一质量为100t的火车，以72km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400m. 求火车过弯道所需的向心力多大？ 解： 6.4 生活中的圆周运动 圆周运动的实例 外轨 外轮 内轮 内轨 一、火车转弯 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 向右转 FN G 1.转弯处内、外轨等高 外轨对轮缘的弹力F提供火车转弯所需的向心力 外轨对轮缘的弹力很大 外轨和外轮之间的磨损大，铁轨容易受到损坏. FN 思考：可以如何解决？ 向右转 F Ff 思考：缺点是什么？ 火车质量很大 2.转弯处外轨高于内轨 根据牛顿第二定律 α FN G α Fn FN 外轨对外轮缘有弹力 内轨对内轮缘有弹力 赛道的设计 7 桥 你见过凹形的桥吗？ 泸定桥 解：汽车通过底部时，受力情况如图. h G FN 由牛顿第二定律 当汽车通过最低点的速度逐渐增大时，压力怎样变化？ 由牛顿第三定律知 F Ff 【例1】质量为m的汽车以速率v通过半径为r的凹形桥面，求汽车在最低点时对桥面的压力是多大？ r O 【例2】质量为m的汽车以速率v通过半径为r的拱形桥面，求汽车在最高点时对桥面的压力是多大？ 解：汽车通过顶部时，受力情况如图. 由牛顿第二定律 当汽车通过最高点的速度逐渐增大时，压力怎样变化？ 由牛顿第三定律知 F Ff 【例2】质量为m的汽车以速率v通过半径为r的拱形桥面，求汽车在最高点时对桥面的压力是多大？ h G FN r O 二、汽车过拱形桥 1.汽车的速度越大 汽车对桥的压力越小 由上式可知 F Ff h G FN 2.当汽车的速度增大到 V= 时,压力为零.汽车开始做 运动. 平抛 座舱对人的支持力FN=0，人处于失重状态，重力还有吗？ 三、航天器中的失重现象 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 【巩固训练】1．在下列情况中，汽车对拱形桥顶部的压力最小的是 A．以较小的速度驶过半径较大的桥 B．以较小的速度驶过半径较小的桥 C．以较大的速度驶过半径较大的桥 D．以较大的速度驶过半径较小的桥 D 【巩固训练】2．为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以 a.增大汽车转弯时的速度　 b.减小汽车转弯时的速度 c.增大汽车与路面间的摩擦 d.减小汽车与路面间的摩擦 A.a、b B.a、c C.b、d D.b、c D 做圆周运动的物体，做逐渐远离圆心的运动. 四、离心运动 1.概念： 2.物体做离心运动原因： 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. （1）洗衣机的脱水筒 当脱水桶转得比较慢时，水滴跟衣物间的附着力F足以提供所需的向心力，使水滴做圆周运动。当脱水桶转得比较快时，附着力F不足以提供所需的向心力，于是水滴做离心运动，穿过脱水桶孔，飞到脱水桶外面。 3.离心运动应用 洗衣机的脱水筒 （2）制作“棉花”糖的原理 内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。 3、离心运动应用 棉花糖的制作 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 （3）离心式水泵 3、离心运动应用 （4）魔盘 3、离心运动应用 4、离心运动的防止 （1）在水平公路上行驶的汽车转弯时 （2）高速转动的砂轮、飞轮等 【巩固训练】3．下列说法正确的是 A.做匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心 B.做匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心 C.做匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动 D.做离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故 B 【巩固训练】4．下列说法中错误的有 A.提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干 B.转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心 C.为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速 D.离心水泵利用了离心运动的原理 B 小结 Fn ? 提供物体做圆周运动沿半径方向的合力 物体做圆周运动所需要的向心力 同学们 再见！ 谢谢指导 根据牛顿第二定律 FN= m eq \F(V2,r) 可知 mgtanα=m eq \F(V02,r) V0=eq \r(grta