2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修2 第6章圆周运动6.4生活中的圆周运动(4)课件

生活中的圆周运动\n仔细观察图片,思考飞快的摩托车在陡峭的网壁上为什么掉不下来？课堂引入：\n仔细观察下面两幅图片,研究工程师们设计的公路弯道有什么特点？并思考为什么要这样设计？\n一、铁路的弯道问题1：火车车轮与铁轨的构造是怎样的？轮缘\n问题2：在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？这几个力的关系如何？\nGFN外轨对轮缘的侧向弹力提供向心力.F问题3：如果火车在水平弯道上转弯,试分析其受力情况及向心力的来源.此种方式的缺点是什么？如何解决这一问题？\n当外轨略高于内轨,没有侧向压力时火车转弯时所需的向心力是由G和FN的合力提供.请分析火车受力情况并画出受力示意图hFL火车规定的行驶速度F=mgtanθ=FNGtanθ≈h/L\n若火车速度与设计速度不同会怎样?外侧内侧Fθ过大时：外侧轨道与轮之间有弹力过小时：内侧轨道与轮之间有弹力需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求FNmgFN′ΔFNΔFFN′ΔFNΔFFN′FN′\n探究：小车通过凸、凹桥的压力实验仔细观察小车通过拱桥时的受力情况,你能发现小车受力的变化规律吗？\n1.分析汽车的受力情况GFN2.找圆心圆心O3.确定F合即Fn的方向Fn4.根据F合=Fn列方程注意公式中v用汽车过桥顶时的瞬时速度情形一：凸形桥\n1.分析汽车的受力情况GFN2.找圆心圆心03.确定F合即Fn的方向Fn4.根据F合=Fn列方程注意公式中v用汽车过桥底时的瞬时速度情形二：凹形桥\n比较三种桥面受力的情况\nFN=G【规律总结】\n汽车对桥面的压力超重、失重状态最高点最低点失重超重规律总结\n【典例1】一个质量为m的小球,用一长为R的轻质细绳的一端拴住,细绳的另一端固定,要使小球能在竖直平面内做完整的圆周运动,小球通过最高点时的速度满足什么条件？【解题关键】：1.细线只能提供拉力不能提供支持力；2.小球做圆周运动,沿半径方向的合力提供向心力；3.在最高点,速度不同,细线的拉力会发生变化.\n解析：小球到达最高的临界条件是：绳的拉力最小（F=0）,重力提供向心力,则：能过最高点的条件：\n三、航天器中的失重现象【思考与讨论】地球可以看做一个巨大的拱形桥.若汽车沿南北方向行驶,且不断加速.请思考：会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时,地面对车的支持力是0？此时汽车处于什么状态？驾驶员与座椅间的压力是多少？驾驶员躯体各部分间的压力是多少？驾驶员此时可能有什么感觉？\n1.定义：当向心力突然消失或者指向圆心的合力不足时,物体做逐渐远离圆心的运动,叫做离心运动（v不变时,F减小r增大）.F=0F=mv2/rF=mv2/r\n离心抛掷离心脱水离心分离离心甩干2.离心运动的应用与防止,你知道哪些离心运动的应用？\n【典例2】细绳一端系一质量为M=0.6kg的物体A,静止在水平转台上,另一端通过光滑小孔吊着质量m=0.3kg的物体B,M的中心距圆孔0.2m,已知M与转台平面间的最大静摩擦力是2N,现使此转台绕中心轴线转动,问ω在什么范围内B会处于静止状态？AB解题关键：1.A做圆周运动的向心力由什么力提供？2.B静止时,A做什么运动？3.A所受摩擦力是哪种摩擦力？A与转台间发生滑动的临界条件是什么？\n解析：当A即将背离圆心滑动时,摩擦力向里对于B：F=mg………②F+f=Mω12·r………①①②联得同理,当A即将向圆心滑动时,摩擦力向外\n1.火车转弯受力特点：由于外侧高于内侧,重力和支持力的合力提供向心力F=mgtanα=mRv2v=gRtanα转弯限速取决于拐弯半径和斜面倾角课堂小结\n2.汽车过拱桥重力G与支持力FN为汽车提供过拱桥的向心力则：若是凹形圆桥面若是凸形圆桥面则：