2.3 生活中的圆周运动 课件-2023-2024学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册

火车在弯道中做什么运动呢？ 1 生活中的圆周运动 2 1 公路弯道 >> 1、汽车在水平路面上转弯 向心力由车轮与路面间的静摩擦力来提供 或者 3 1 公路弯道 >> 那为什么在公路的弯道处，会挂有减速标志牌？ 雨天路面对车辆的最大静摩擦力比干燥地面小， 允许通过弯道的最大速度变小 车辆转弯要控制速度，防止侧滑 4 1 公路弯道 >> 防止侧滑的措施： (1)增大转弯半径 (2)增加路面的粗糙程度 (3)最重要的一点:司机应该减速慢行! (4)增加路面高度差——外高内低 有什么办法可以让汽车更安全地通过弯道且不需要大幅度减速？ 采用外高内低的倾斜路面结构 5 1 公路弯道 >> 2、汽车在倾斜路面上转弯 重力与支持力的合力提供车辆转弯所需的向心力 此时车辆与路面之间恰好无摩擦力 6 1 公路弯道 >> 如果通过弯道时车辆速度，车辆的受力情况会有什么变化？ ① 若 所需向心力增大 ② 若 汽车受到指向轨迹内侧的摩擦力 汽车受到指向轨迹外侧的摩擦力 所需向心力减小 7 1、（多选）如图所示，照片中的汽车在水平公路上做匀速圆周运动。已知图中双向四车道的总宽度为15 m，内车道内边缘间最远的距离为150 m。假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍。g取10 m/s2，则汽车(　　) A．所受的合力可能为零 B．只受重力和地面支持力的作用 C．所需的向心力不可能由重力和支持力的合力提供 D．最大速度不能超过3 m/s CD 2 铁路弯道 >> 外轨 内轨 9 2 铁路弯道 >> 如果转弯处内外轨一样高，火车转弯需要的向心力由什么力来提供呢？ G F 内轨 外轨 外轨对轮缘的弹力提供向心力 由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,速度比较大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损坏铁轨 10 2 铁路弯道 >> 外轨高于内轨 mg F =mg tanθ O 重力与支持力的合力提供火车转弯所需的向心力 火车转弯临界速度: 11 2 铁路弯道 >> 如果通过弯道时火车速度，火车的受力情况会有什么变化？ ① 若 所需向心力增大 ② 若 外轨道对轮缘有内侧压力 内轨道对轮缘有外侧压力 所需向心力减小 12 2、铁路在弯道处的内轨和外轨高度是不同的，已知内轨和外轨平面与水平面的夹角为θ，如图所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于，则(　　) A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C．这时铁轨对火车的支持力等于 D．这时铁轨对火车的支持力大于 C 火车转弯问题的分析技巧 3 拱形与凹形路面 >> 1、汽车通过拱形路面 汽车通过拱形路面的最高点时 重力与支持力的合力提供向心力 失重 mg 15 3 拱形与凹形路面 >> 当车辆与路面无接触时,车辆在竖直方向上只受重力作用 ① 若 所需向心力为重力 汽车恰好要脱离路面， ② 若 所需向心力为 汽车紧贴路面通过最高点， ③ 若 所需向心力增大 汽车脱离路面做平抛运动， mg 16 3 拱形与凹形路面 >> 2、汽车通过凹形路面 汽车在最低点 重力与支持力的合力提供向心力 mg 超重 17 3、如图是汽车越野赛的一段赛道，一辆质量为m的汽车以相同的水平速度先后通过a、b、c三点，其中a、c为排洪过水的“凹形路面”且a的曲率半径较大，下列说法正确(　　)   A．汽车在a点检测到的胎压pa最小 B．汽车在b点检测到的胎压pb最大 C．汽车在c点检测到的胎压pc最小 D．汽车在c点检测到的胎压pc最大 D 4 过山车模型 >> 19 4 过山车模型 >> (1)向心力来源：受力如图所示，重力G和支持力FN的合力提供向心力 (2)动力学方程： 20 4、如图所示，乘坐游乐园的翻滚过山车时，质量为m的人随车在竖直平面内旋转，重力加速度大小为g，下列说法正确的是(　　) A．过山车在最高点时人处于倒坐状态，全靠保险带拉住，没有保险带，人就会掉下来 B．人在最高点时对座位不可能产生大小为mg的压力 C．人在最低点时对座位的压力等于mg D．人在最低点时对座位的压力大于mg D 5、由于高度限制，车库出入口采用如图所示的曲杆道闸。道闸由转动杆OP与横杆PQ组成，P、Q为横杆的两个端点。在道闸抬起过程中，杆PQ始终保持水平。杆OP绕O点从与水平方向成30°匀速转动到60°的过程中，下列说法正确的是(　　) A．P点的线速度大小不变 B．P点的加速度方向不变 C．Q点在竖直方向做匀速运动 D．Q点在水平方向做匀速运动 A 6、如图，一同学表演荡秋千。已知秋千的两根绳长均为10m，该同学和秋千踏板的总质量约为50kg。绳的质量忽略不计。当该同学荡到秋千支架的正下方时，速度大小为8m/s，此时每根绳子平均承受的拉力约为( ) A.200N B.400N C.6