6.4 生活中的圆周运动 课件-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

nullnullnull火车转弯是什么利益作为向心力的呢？请看火车的轮子有突出的轮圆。只有将火车弯道外侧轨道垫高，使火车的重力G和弯的力才能减轻轮缘与外轨的挤压。在修铁路时要根据转弯处轨道的半径和规定的行驶速度选择内外轨高度，差使转弯时所需向心力完全由重力G和支持力FN的合力来提供。 第六章 圆周运动 第四节 生活中的圆周运动 高中物理 必修2 17 十二月 2025 1 火车转弯向心力 竖直平面内圆周运动最高点、最低点向心力 离心现象 调控始终 温故知新： 物体圆周运动 向心力，向心力由其它力的合力 ； 向心力方向 、大小 ； 需要 实际情景 受力分析 供需关系 F需 = f供 F需 = (N+mg)供 提供、充当 指向圆心 N mg mg N f 第四节 生活中的圆周运动 一、火车转弯、拱形桥 向心力再认识： “供”、“需”平衡 ，物体做匀速圆周运动 = 从“供”、“需”两方面研究做圆周运动的物体 F合 合力F提供、充当圆周运动向心力 圆周运动需要 的向心力 O R 例1（火车转弯）：火车在水平轨道上转弯，转弯半径R=300m。火车质量m=8×105kg、速度v=30m/s，铁轨与轮之间的动摩擦因数μ=0.25（最大静摩擦力等于滑动摩擦力）。求：火车转弯需要的向心力？ 解： 探究1：“供、需”不平衡，如何解决？ N f 解决方法： 1、轮缘提供弹力，获得较大向心力； 2、垫高外轨，获得较大向心力； 最佳方案： 适当倾斜，G、N的合力提供Fn ； 6-4-0火车转弯 探究2：若火车速度与设计速度不同会怎样？ ①速度过大时： 外甩→远离圆心运动趋势→ 外侧轨道向内挤压外轮缘； ②速度过小时： 内移→靠近圆心运动趋势→ 内侧轨道向外挤压内轮缘； 结论： 需要轮缘提供弹力满足向心力需求； F内 F外 例2：有一列质量为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。（g=10m/s2） 1）试计算铁轨受到的侧压力大小； 2）若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为0，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度θ的正切值； 解： θ( N mg FN θ( O R N FN轨 0 探究3（拱形桥）： 分析汽车对凸桥最高点、凹桥最低点的压力大小（汽车质量为m、速度为v，桥面半径为R）； 汽车过拱桥→竖直面内圆周运动； 6-4-3小车过平、凸、凹拱桥实验 G N aN G N aN 探究3（拱形桥）： 如图所示，汽车不脱离圆弧形轨道最高点，速率大小应满足什么条件？（轨道半径为R）； G FN G FN 第四节 生活中的圆周运动 二、离心运动 离心运动： “供”、“需”是否平衡决定物体做何种运动； 供：提供物体做圆周运动的力； 需：物体做匀速圆周运动所需的力； 6-4-2转盘上的木块离心运动 O • 近 圆 离 离心运动实例： 完全失重→重力全部用来提供向心力： F引 T（或N） 例3：（多选）以下属于离心现象应用的是（ ） A、水平抛出去的物体，做平抛运动 B、链球运动员加速旋转到一定的速度后将链球抛开 C、离心干燥器使衣物干燥 D、锤头松了，将锤柄在石头上磕几下就可以把柄安牢 BC 第四节 生活中的圆周运动 课时练习 练1：(多选)在公路转弯处外侧的李先生家门口，三个月内连续发生了八次大卡车的交通事故。经公安部门和交通部 门协力调查 ，画出的现场示意图如图所示。 为了避免交通卡车事故再次发生，很多人提 出了建议，下列建议中合理的是(　 　) A、改进路面设计，增大车轮与路面间的动摩擦因数 B、改造此段弯路，使弯道内侧高、外侧低 C、把路面的弯道半径改小一点 D、在进入转弯处设立限速标志，提醒司机不要超速转弯 AD 练2：2022年3月的“天宫课堂”上，航天员做了一个“手动离心机”，该装置模型如图所示。快速摇转该装置完成了空间站中的水油分离实验，下列说法正确的是（ ） A、转速越小越容易实现水油分离 B、水油分离是因为水的密度较大更容易离心而分离 C、在天宫中摇晃试管使水油混合，静置一小段时间后水油也能分离 D、若在地面上利用此装置进行实验，将无法实现水油分离 B 练3：如图所示，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的；如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，恰好不受桥面支持力作用，则汽车通过桥顶的速度应（g=10m/s2 ）（ ） A、15m/s B、20m/s C、25m/s D、30m/s B 练4：有一运输西瓜的汽车，以5m/s的速率通过一个半径为R＝10m的凹形路面，车经凹形路面最低点时，车中间一个质量为6kg的大西瓜受到周围西瓜对它的作用力大小为(g=10m/s2 ) (　 　) A、60 N B、75 N C、45 N D、0 N B 练5：如图所示是自行车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是外高内低，自行车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，自行车将发生滑动。关于自行车滑动的问题，下列论述正确的是（ ） A、自行车一直受到沿半径方向向外的离心力作用 B、自行车所受合力小于所需的向心力 C、自行车将沿其线速度的方向沿直线滑去 D、自行车将沿其半径方向沿直线滑去 B 圆周运动需要向心力，合力提供向心力： 供：提供物体做圆周运动的力；需：物体做匀速圆周运动所需的力； 圆周运动、离心运动、近心运动： O • 近 圆 离 供F合 合力F提供、充当圆周运动向心力 圆周运动需要 的向心力 > = < 结束页 B1 谢谢观赏！ ASF Format Clip Lavf59.6.100 Tencent Lavf59.6.100 $