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 1 1 生活中处处有圆周运动 一、火车转弯 火车车轮有什么特点呢？ 轮缘 G 外轨 内轨 FN 外轨对轮缘的弹力提供向心力 O F 内外轨道一样高时 一、火车转弯 火车转弯时，什么力提供向心力？ 让外轨高于内轨（外轨建高） 一、火车转弯 火车质量、速度比较大，所需向心力比较大，挤压的后果会怎样? 如何解决这个问题? θ h 正确 错误 轨迹圆心在水平面内。 一、火车转弯 外轨高于内轨情况下，火车转弯的轨迹圆心在哪？ θ FN G O F合 θ 提供火车转弯时所需的向心力 Fn h 一、火车转弯 火车转弯时，外轨高于内轨情况下，若外轨对轮缘无弹力，什么力提供向心力呢？ 一、火车转弯 火车转弯时，对速度有要求吗？ 体会道路设计 高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的倾斜度。说说这样设计的原因。 感受桥梁设计 赵州桥是著名的石拱桥，修建于公元605年左右，到现在已经一千四百多年了。桥梁设计成拱形有何优点呢？ 拱形桥 （凸形桥） 凹形桥 水平桥 感受桥梁设计 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，即处于失重状态 F压＜mg 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为R，汽车通过桥最高点时，车对桥的压力是多少？ 二、汽车过拱形桥 质量为m的汽车以速度v通过水平桥时，车对桥的压力是多少？ F压＝FN＝mg 二、汽车过拱形桥 mg FN 质量为m的汽车在凹形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为R，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，即处于超重状态 F压＞mg 二、汽车过拱形桥 v2 R mg＝m v2 R FN ＝mg－m mg FN 临界速度 汽车过拱形桥时，运动速度变大，在最高点，车对桥的压力如何变化？ 二、汽车过拱形桥 超过临界速度，汽车将做平抛运动 v＝ gR 思考与讨论 把地球看做巨大的拱形桥，速度大到一定程度时，汽车是否可飞起来？ 此时驾驶员与座椅之间的压力是多少？ 此时驾驶员躯体各部分的压力是多少？ 他这时处于什么状态？他可能有什么感觉？ 三、航天器中的失重现象 R=6400km mg FN FN=0 航天员处于完全失重状态 对飞船： 对航天员： 三、航天器中的失重现象 v2 R mg－FN＝m v＝ gR 以绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船为例，当飞船距地面高度为100 〜 200 km 时，它的轨道半径近似等于地球半径R，航天员受到的地球引力近似等于他在地面受到的重力mg。 v2 R Mg＝M 小结 1、抓住本质，建构模型 2、分析受力，寻找规律 3、应用规律，解决问题 作业 1、生活中还有哪些圆周运动的轨道在水平面？哪些圆周运动的轨道在竖直平面？如何分析这些运动？ 2、观察汽车减速带，这样设计有何优点？ 3、尝试制作拱形桥模型。 4、书本38页，2、3、4、5题。 $$