高中物理優(yōu)化指導-課件：5-7《生活中的圓周運動》（人教版必修2）

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,歡迎進入物理課堂,第七節(jié)生活中的圓周運動,1．學會分析圓周運動的方法，會分析彎道、拱形橋等實際的例子．2．知道豎直面內(nèi)圓周運動中的超重、失重現(xiàn)象．3．知道什么是離心現(xiàn)象，知道物體做離心運動的條件．,一、鐵路的彎道1．火車轉(zhuǎn)彎時的特點：火車轉(zhuǎn)彎時實際是在做圓周運動，因而具有，需要．2．向心力的來源(1)如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高，則由提供向心力，這樣，鐵軌和車輪極易受損．,向心加速度,向心力,外軌道對輪緣的彈力,(2)如果轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌，火車轉(zhuǎn)彎時火車受力如圖所示，此時鐵軌對火車的支持力不再是豎直的，而是，它與重力的合力指向，為火車轉(zhuǎn)彎提供了一部分向心力，減輕了輪緣與外軌的擠壓．適當設計內(nèi)外軌的高度差，火車以規(guī)定的速度行駛時，轉(zhuǎn)彎時所需的向心力幾乎完全由來提供．,斜向彎道內(nèi)側(cè),圓心,重力與支持力的合力,重力,支持力,mg－FN,小于,FN－mg,大于,mg－FN,完全失重,無壓力,2．對失重現(xiàn)象的認識航天器內(nèi)的任何物體都處于狀態(tài)，但并不是物體不受重力．正因為受到重力作用才使航天器連同其中的乘員．四、離心運動1．定義：物體沿切線飛出或做逐漸的運動．2．原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需．,完全失重,做圓周運動,遠離圓心,向心力,洗好的衣服放在洗衣機脫水筒時，水并不會自動脫出，只有當洗衣筒高速轉(zhuǎn)動時，濕衣服的水才會脫出．為什么？從衣服上脫出的小水珠怎樣運動？提示：當脫水筒高速轉(zhuǎn)動時，濕衣服在筒內(nèi)做圓周運動．當衣服與水之間的黏附力不足以提供向心力時，水珠做離心運動，水珠脫離衣服．做離心運動的水珠沿圓周切線飛出．,一、火車轉(zhuǎn)彎1．火車彎道的建設特點在實際的火車轉(zhuǎn)彎處，讓外軌高于內(nèi)軌，如圖所示．,2．明確圓周平面雖然外軌高于內(nèi)軌，但整個外軌是等高的，整個內(nèi)軌是等高的．因而火車在行駛的過程中，重心的高度不變，即火車重心的軌跡在同一水平面內(nèi)．故火車的圓周運動平面是水平面，而不是斜面．即火車的向心加速度和向心力均是沿水平面而指向圓心．,3．速度與軌道壓力的關(guān)系(1)當火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時，所需向心力僅由重力和彈力的合力提供，此時內(nèi)外軌道對火車無擠壓作用．(2)當火車行駛速度v與規(guī)定速度v0不相等時，火車所需向心力不再僅有重力和彈力的合力提供，此時內(nèi)外軌道對火車輪緣有擠壓作用，具體情況如下：①當火車行駛速度v＞v0時，外軌道對輪緣有側(cè)壓力．②當火車行駛速度v＜v0時，內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力．,二、汽車過拱形橋和凹形橋的比較,,,三、對離心運動的理解1．離心運動的實質(zhì)離心運動是物體逐漸遠離圓心的一種物理現(xiàn)象，它的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)．做圓周運動的物體，總是有沿著圓周切線飛出去的趨向，之所以沒有飛出去，是因為受到向心力作用的緣故．從某種意義上說，向心力的作用是不斷地把物體從圓周運動的切線方向拉到圓周上來．一旦作為向心力的合外力突然消失，物體就會沿切線方向飛出去．,2．物體做離心運動的條件：做圓周運動的物體，一旦提供向心力的外力突然消失，或者外力不能提供足夠的向心力時，物體做遠離圓心的運動，即離心運動．3．離心運動的受力特點：物體做離心運動并不是物體受到離心力作用，而是由于外力不能提供足夠的向心力．所謂“離心力”也是由效果命名的，實際并不存在．,鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是300m，軌距是1435mm，規(guī)定火車通過該彎道時的速度是72km/h，求內(nèi)外軌的高度差該是多大，才能使鐵軌不受輪緣的擠壓．,解析：若火車在轉(zhuǎn)彎時不與軌道擠壓，火車所受的重力和軌道對火車的支持力的合力提供向心力，火車轉(zhuǎn)彎平面是水平面．火車的受力如圖所示，作平行四邊形，根據(jù)牛頓第二定律有：,答案：0.195m,答案：C,如圖所示，質(zhì)量m＝2.0104kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為20m．如果橋面承受的壓力不得超過3.0105N，則：,(1)汽車允許的最大速度是多少？(2)若以所求速度行駛，汽車對橋面的最小壓力是多少？(g取10m/s2),答案：(1)10m/s(2)105N,【針對訓練】2.一輛質(zhì)量為4t的汽車駛過一半徑為50m的凸形橋面時，始終保持5m/s的速率，汽車所受的阻力為車與橋面壓力的0.05倍，求通過橋的最高點時汽車的牽引力是多大？(g取10m/s2),答案：1900N,誤區(qū)：忽視圓周運動中的超重與失重現(xiàn)象導致錯解,【正確答案】B【誤區(qū)警示】本題易誤認為支持力FN＝mg，而Ff＝μFN，而錯選A.要注意物體通過凹形軌道最低點時，F(xiàn)N＞mg，而通過凸形軌道最高點時，F(xiàn)N＜mg.,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,