第4节 生活中的圆周运动（课件）-2023-2024学年高一物理同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

主讲人：LWH 第4节 生活中的圆周运动 第6章 SZ-LWH 1 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. SZ-LWH Sz-lwh Qq:419561425 目 录 CONTENTS 火车转弯 01 汽车过拱形桥　航天器中的失重现象 02 离心运动 03 SZ-LWH Sz-lwh Qq:419561425 3 在铁路弯道处，内外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗？ SZ-LWH 情境导入 Sz-lwh Qq:419561425 SZ-LWH 情境导入 Sz-lwh Qq:419561425 01 火车转弯 SZ-LWH 6 观察并思考1：三种轮子有何区别？ 火车的轮子 汽车的轮子 电动车的轮子 轮缘 SZ-LWH 一、火车转弯 Sz-lwh Qq:419561425 导学探究 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？ 外轨 内轨 FN 产生的后果： G FN F 外轨对轮缘的弹力 不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻。 SZ-LWH 一、火车转弯 Sz-lwh Qq:419561425 导学探究 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： SZ-LWH 一、火车转弯 Sz-lwh Qq:419561425 2.当 v＜ gR tan θ ： 1.当 v＞ gR tan θ ： G FN θ 轮缘受到外轨挤压的弹力 G FN θ F F 轮缘受到内轨挤压的弹力 速度过大 挤压外轨 速度过小 挤压内轨 SZ-LWH 一、火车转弯 Sz-lwh Qq:419561425 赛道的设计 重点一：火车转弯 类似的案例 SZ-LWH 一、火车转弯 Sz-lwh Qq:419561425 室内自行车赛 重点一：火车转弯 类似的案例 如果场地自行车比赛的赛道是水平面，结果会怎样？ SZ-LWH 一、火车转弯 Sz-lwh Qq:419561425 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 解：v —— v 对汽车，受力分析，如图 o SZ-LWH 一、火车转弯 Sz-lwh Qq:419561425 汽车在水平路面转弯时速度过大会发生侧滑，如果你在转弯时怎样做会让自己安全一点呢？ SZ-LWH 一、火车转弯 Sz-lwh Qq:419561425 1.铁路弯道的特点 铁路弯道处，外轨高于内轨，若火车按规定的速度v0行驶，转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，即mgtan θ＝ ，如图所示，则v0＝ ，其中R为弯道半径，θ为轨道平面与水平面间的夹角(θ很小的情况下，tan θ≈sin θ)。 SZ-LWH 核心●归纳 Sz-lwh Qq:419561425 2.汽车转弯特点 (1)水平弯道：由 提供向心力，汽车速度最大时，μmg＝ ，可得vm＝ 。 (2)增大汽车安全转弯速度的有效方法 ① 转弯半径。 ②把转弯处设计成 (填“外高内低”或“外低内高”)路面(类似火车转弯)。 静摩擦力 增大 外高内低 SZ-LWH 核心●归纳 Sz-lwh Qq:419561425 1. (2022·黄山市高一期末)如图所示，在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨。当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时火车的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在平面的倾角为θ，则下列说法不正确的是 A.该弯道的半径r＝ B.当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变 C.当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压 D.当火车以规定的行驶速度转弯时，向心加速度大小为an＝gtan θ √ SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 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 SZ-LWH 跟踪练习 Sz-lwh Qq:419561425 02 汽车过拱形桥、航天器中的失重