2.3 圆周运动的实例分析 2.4 圆周运动与人类文明（选学）（课件）-2018版步步高学案导学与随堂笔记物理（教科版必修2）

第二章　 3　圆周运动的实例分析 4　圆周运动与人类文明(选学) 学习目标 1.会分析具体圆周运动问题中向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题. 2.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. 3.列举实例，了解圆周运动在人类文明进程中的广泛应用，认识到圆周运动对人类文明发展的重大影响. 内容索引 Ⅱ 重点知识探究 Ⅲ 当堂达标检测 Ⅰ自主预习梳理 Ⅰ 自主预习梳理 2.向心力：F＝ ＝ 3.对桥的压力：N′＝ . 4.结论：汽车对桥的压力 汽车的重力，而且汽车速度越大，对桥的压力 . 一、汽车过拱形桥 1.受力分析(如图1) 图1 mg－N 小于 越小 二、“旋转秋千”——圆锥摆 1.物理模型：细线下面悬挂一个钢球，使钢球在 做匀速圆周运动，悬线旋转形成一个圆锥面，这种装置叫圆锥摆. 2.向心力来源：由重力和悬线拉力的 提供(如图2). 图2 某个水平面内 合力 三、火车转弯 1.运动特点：火车转弯时实际是在做 运动，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，所以需要很大的 力. 2.向心力来源 (1)若转弯时内外轨一样高，则由 对轮缘的弹力提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损. (2)内外轨有高度差，依据规定的行驶速度行驶，转弯时向心力几乎完全由 和 的合力提供. 圆周 向心 外轨 重力G 支持力N 四、离心运动 1.定义：在做圆周运动时，由于合外力提供的向心力 或 ，以致物体沿圆周运动的 方向飞出或 而去的运动叫做离心运动. 2.离心机械：利用离心运动的机械叫做离心机械.常见的离心机械有______ 、 . 消失 不足 切线 远离圆心 洗衣机 的脱水筒 离心机 即学即用 1.判断下列说法的正误. (1)汽车行驶至凸形桥顶部时，对桥面的压力等于车重.( ) (2)汽车行驶至凹形桥底部时，对桥面的压力大于车重.( ) (3)铁路的弯道处，内轨高于外轨.( ) (4)火车驶过弯道时，火车对轨道一定没有侧向压力.( ) (5)做离心运动的物体可以沿半径方向运动.( ) × √ × × × 2.飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看成一段圆弧，如图3所示，飞机做俯冲拉起运动时，在最低点附近做半径为r＝180 m的圆周运动，如果飞行员质量m＝70 kg，飞机经过最低点P时的速度v＝360 km/h，则这时飞行员对座椅的压力是________.(g取10 m/s2) 答案 解析 图3 4 589 N 解析　飞机经过最低点时，v＝360 km/h＝100 m/s. 对飞行员进行受力分析，飞行员在竖直面内共受到重力G和座椅的支持力N两个力的作用，根据牛顿第二定律得N－mg＝ ，所以N＝mg＋ ＝70×10 N＋70× ≈4 589 N，由牛顿第三定律得，飞行员对座椅的压力为4 589 N. Ⅱ 重点知识探究 一、汽车过拱形桥 如图4甲、乙为汽车在凸形桥、凹形桥上行驶的示意图，汽车行驶时可以看做圆周运动. 答案 导学探究 图4 (1)如图甲，汽车行驶到拱形桥的桥顶时： ①什么力提供向心力？汽车对桥面的压力有什么特点？ 答案　当汽车行驶到凸形桥的桥顶时，重力与支持力的合力提供向心力，即mg－N＝ ； 此时汽车对桥面的压力N′＝mg－ ，即汽车对桥面的压力小于汽车的重力，汽车处于失重状态. 答案　由N′＝mg－ 可知，当汽车的速度增大时，汽车对桥面的压力减小，当汽车对桥面的压力为零时，汽车的重力提供向心力，此时汽车的速度达到最大，由mg＝ ，得vm＝ ，如果汽车的速度超过此速度，汽车将离开桥面. ②汽车对桥面的压力与车速有什么关系？汽车安全通过拱桥顶(不脱离桥面)行驶的最大速度是多大？ 答案 答案　当汽车行驶到凹形桥的最底端时，重力与支持力的合力提供向心力，即N－mg＝ ； 此时汽车对桥面的压力N′＝mg＋ ，即汽车对桥面的压力大于汽车的重力，汽车处于超重状态，并且汽车的速度越大，汽车对桥面的压力越大. (2)如图乙当汽车行驶到凹形桥的最底端时，什么力提供向心力？汽车对桥面的压力有什么特点？ 答案 知识深化 1.汽车过拱形桥(如图5) 图5 汽车在最低点满足关系：N－mg＝ ，即N＝mg＋ .由此可知，汽车对桥面的压力