6.4生活中的圆周运动 (第一课时) 课件 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

知识回顾： 物体做匀速圆周运动时需要什么力？谁来提供？ 向心力，合力提供 什么叫向心加速度？物理意义？公式如何？ 变加速曲线运动 第五章 曲线运动 第五章 曲线运动 §6.4.1 生活中的圆周运动 第五章 曲线运动 第五章 曲线运动 2 2 一、火车转弯 铁轨 轮缘 第五章 曲线运动 G N . F 火车车轮有突出的轮缘 外轨 内轨 思考: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？谁提供向心力？ 讨论：靠这种办法得到的向心力缺点是什么？ 一、火车转弯 第五章 曲线运动 第五章 曲线运动 4 4 生活实例： 思考：火车为什么会发生脱轨事故呢？ 第五章 曲线运动 G Fn N θ θ r 思考：如果火车外轨道比内轨道高，不受侧向轨道的弹力，谁充当向心力? 合力在水平向右还是沿斜面向下？ 一、火车转弯 第五章 曲线运动 算一算:质量为m的火车转弯时，做匀速圆周运动的轨道半径为r,轨道的倾角为θ，求火车速度多大时对轨道无侧向压力。 火车转弯规定临界速度: 解析： G Fn N θ θ r 一、火车转弯 第五章 曲线运动 θ FN G F合 θ O F F' 外 上 内 下 × 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？ 第五章 曲线运动 赛道的设计 第五章 曲线运动 ABD 第五章 曲线运动 拱形桥 （凸形桥） 凹形桥 水平桥 三、汽车过桥 第五章 曲线运动 第五章 曲线运动 第五章 曲线运动 mg FN 由牛顿第二定律可知 Fn=mg-FN=mv2/R 得FN=mg-(mv2/R) FN ＜mg R一定，V越大，FN越小。 当V增大到一定值时，FN=0，恰好脱离桥面：mg=mv2/R，车速V=________。 汽车对桥的压力小于其所受重力，即处于失重(具有向下的加速度） 质量为m的汽车在拱形桥上以v行驶，若桥面的圆弧半径未R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力？ 由牛顿第三定律，汽车通过桥最高点时对桥的压力大小FN, = FN=mg-(mv2/R) 第五章 曲线运动 情景1：汽车过凹形桥最低点 FN mg FN ＞mg 汽车对凹形桥的压力FN与桥面半径R和车速V关系： （1）速度V一定，半径R越小，FN越大，超重愈多，越容易损坏桥梁。 （2）半径R一定，车速V越大，FN越大，超重愈多，越容易损坏桥梁。 Fn=FN-mg=mv2/R 得FN=mg+(mv2/R) 汽车对桥的压力大于其所受重力，即处于超重(具有向上的加速度） 第五章 曲线运动 F压＝FN ＜mg 失重 超重 F压＝FN ＝mg F压＝FN ＞mg 比较三种桥面受力的情况 第五章 曲线运动 3．(2022·河南信阳月考)郑州特大洪水将一座桥的桥墩冲毁，桥面向下凹陷，成为一座罕见的“倒拱桥”，因为交通位置十分重要，桥梁上依然允许车辆通行。某车在通过此桥的过程中，下列说法正确的是 (　 ) A．桥面对车的支持力大于车对桥面的压力 B．该车受到重力、支持力、向心力的作用 C．为了避免桥面因受到的压力过大而发生危险，该车应加快速度尽快通过 D．桥面对车的支持力大于车自身重力 D 第五章 曲线运动 思考与讨论 当以速度v通过最高点、最低点时哪个位置容易脱离地面，哪个位置容易爆胎？ G FN G FN 第五章 曲线运动 R mg 航天器中的失重现象 第五章 曲线运动 第五章 曲线运动 航天器中的失重现象 以绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船为例做些说明。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。除了地球引力外，航天员还可能受到飞船座舱对他的支持力 FN。 当 时，FN=0,航天员处于完全失重状态 所以在航天器中，很多跟重力有关的仪器就不能使用 mg 第五章 曲线运动 mg FN r F静 转盘 θ θ O R FN mg F合 火车转弯 O θ O' FT mg F合 圆锥摆 r mg F静 O FN 滚筒 水平面圆周运动模型 第五章 曲线运动 θ FN G F合 θ O F F' 外 上 内 下 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？ 第五章 曲线运动 竖直面内圆周运动分析 mg O mg O 轨道 O 杆 O 管道 轻绳 重点内容，考试必考 第五章 曲线运动 一.轻绳模型 mg T1 V1 mg T2 V2 最高点： 最低点： 过最高点的临界速度 当T1＝０时 ，恰好通过最高点 此时 第五章 曲线运动 第五章 曲线运动 mg T1 一.细绳模型 球受