《(浙江專用)2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第7節(jié) 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)課件 新人教版必修2.ppt》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《(浙江專用)2018-2019學(xué)年高中物理 第五章 曲線運(yùn)動(dòng) 第7節(jié) 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)課件 新人教版必修2.ppt(27頁(yè)珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第7節(jié)生活中的圓周運(yùn)動(dòng),學(xué)考報(bào)告,基礎(chǔ)梳理,圓周,1.運(yùn)動(dòng)特點(diǎn):火車轉(zhuǎn)彎時(shí),實(shí)際是在做______運(yùn)動(dòng),因而具有向心加速度、由于其質(zhì)量很大,所以需要較大的_______力。2.向心力的來(lái)源:在修筑鐵路時(shí),要根據(jù)彎道的______和規(guī)定的__________,適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的高度差,使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力幾乎完全由_______和__________的合力提供,如圖1所示。,圖1,向心,半徑,行駛速度,重力G,支持力FN,探究思考,設(shè)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng):,圖2,(1)如圖2所示,如果軌道是水平的,火車轉(zhuǎn)彎時(shí)受到哪些力的作用?什么力提供向心力?(2)(1)中獲得向心力的方法好不好?為什么
2、?若不好,如何改進(jìn)?(3)當(dāng)軌道平面與水平面之間的夾角為,轉(zhuǎn)彎半徑為R時(shí),火車行駛速度多大軌道才不受擠壓?,答案(1)軌道水平時(shí),火車受重力、支持力、軌道對(duì)輪緣的彈力、向后的摩擦力,向心力由軌道對(duì)輪緣的彈力來(lái)提供。(2)這種方法不好,因?yàn)榛疖嚨馁|(zhì)量很大,行駛的速度也不小,輪緣與外軌的相互作用力很大,鐵軌和車輪極易受損。改進(jìn)方法:在轉(zhuǎn)彎處使外軌略高于內(nèi)軌,使重力和支持力的合力提供向心力,這樣外軌就不受輪緣的擠壓了。(3)火車受力如圖所示,則,即學(xué)即練,1.(多選)為適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要,我國(guó)鐵路正式實(shí)施第六次提速。火車轉(zhuǎn)彎可以看做是做勻速圓周運(yùn)動(dòng),火車速度提高易使外軌受損。為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時(shí)
3、使外軌受損這一難題,你認(rèn)為理論上可行的措施是(),A.減小彎道半徑B.增大彎道半徑C.適當(dāng)減小內(nèi)外軌道的高度差D.適當(dāng)增加內(nèi)外軌道的高度差,答案BD,基礎(chǔ)梳理,當(dāng)汽車以相同的速率分別行駛在凸形橋的最高點(diǎn)和凹形橋的最低點(diǎn)時(shí),汽車對(duì)橋的壓力的區(qū)別如下表所示。,mgFN1,FN2mg,減小,0,增大,<,,典例精析,【例1】一輛質(zhì)量為m2.0t的小轎車,駛過(guò)半徑R90m的一段圓弧形橋面,(g10m/s2),求:,(1)若橋面為凹形,汽車以20m/s的速度通過(guò)橋面最低點(diǎn)時(shí),對(duì)橋面的壓力是多大?(2)若橋面為凸形,汽車以10m/s的速度通過(guò)橋面最高點(diǎn)時(shí),對(duì)橋面的壓力是多大?(3)汽車以多大速度通過(guò)凸形橋
4、面頂點(diǎn)時(shí),對(duì)橋面剛好沒(méi)有壓力?,解析(1)汽車通過(guò)凹形橋面最低點(diǎn)時(shí),在水平方向受到牽引力F和阻力f。在豎直方向受到橋面向上的支持力FN1和向下的重力Gmg,如圖所示。,(2)汽車通過(guò)凸形橋面最高點(diǎn)時(shí),在水平方向受到牽引力F和阻力f,在豎直方向受到豎直向下的重力Gmg和橋面向上的支持力FN2,如圖所示。,答案(1)2.89104N(2)1.78104N(3)30m/s,即學(xué)即練,2.公路在通過(guò)小型水庫(kù)的泄洪閘的下游時(shí),常常要修建凹形橋,也叫“過(guò)水路面”。如圖3所示,汽車通過(guò)凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)(),圖3,A.車對(duì)橋的壓力等于汽車的重力B.車對(duì)橋的壓力小于汽車的重力C.車的速度越大,車對(duì)橋面的壓力越小
5、D.車的速度越大,車對(duì)橋面的壓力越大,答案D,基礎(chǔ)梳理,1.航天器中的失重現(xiàn)象,mgFN,由此可得FN0時(shí),航天員處于完全,對(duì)座椅無(wú)壓力。航天器內(nèi)的任何物體之間都沒(méi)有壓力。(2)對(duì)失重現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)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?yàn)槭艿街亓ψ饔貌攀购教炱鬟B同其中的航天員做環(huán)繞地球的圓周運(yùn)動(dòng)。,失重狀態(tài),完全失重,2.離心運(yùn)動(dòng),(1)定義:做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在合力或者以提供它做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí),物體將做逐漸的運(yùn)動(dòng),這種運(yùn)動(dòng)叫離心運(yùn)動(dòng)。(2)離心運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn):物體做離心運(yùn)動(dòng)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(shí)際并
6、不存在。(3)合外力與向心力的關(guān)系(如圖4所示),圖4,突然消失,合力不足,遠(yuǎn)離圓心,m2r,m2r,m2r,(4)離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止應(yīng)用:離心干燥器;洗衣機(jī)的;離心制管技術(shù)。防止:汽車在公路轉(zhuǎn)彎處必須;轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪的轉(zhuǎn)速不能太高。,脫水筒,限速行駛,即學(xué)即練,3.在下列各事例中,哪種情況將出現(xiàn)超重現(xiàn)象(),A.蕩秋千經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的小孩B.汽車過(guò)凸形橋時(shí)C.汽車過(guò)泥濘路時(shí)D.在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船中的儀器解析超重現(xiàn)象就是物體對(duì)支持物的壓力大于物體所受到的重力,選項(xiàng)B中汽車對(duì)橋面的壓力小于重力,處于失重狀態(tài);汽車過(guò)泥濘路時(shí),不超重也不失重,在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船中的儀器是處于完
7、全失重狀態(tài)。故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。答案A,4.摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低,摩托車轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度,若超過(guò)此速度,摩托車將發(fā)生滑動(dòng)。關(guān)于摩托車滑動(dòng)的問(wèn)題,下列論述正確的是(),A.摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用B.摩托車所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去D.摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去解析摩托車只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用,沒(méi)有離心力,A項(xiàng)錯(cuò)誤;摩托車正常轉(zhuǎn)彎時(shí)可看做是做勻速圓周運(yùn)動(dòng),所受的合力等于向心力,如果向外滑動(dòng),說(shuō)明提供的向心力即合力小于需要的向心力,B項(xiàng)正確;摩托車將在沿線速度方向與半徑向外的方向之間做離心運(yùn)動(dòng),
8、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案B,基礎(chǔ)梳理,1.繩和內(nèi)軌道模型,(1)最高點(diǎn)的最小速度如圖5所示,若小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)受到繩子的拉力或軌道的支持力恰好等于零,那么這時(shí)小球做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力僅由小球的重力來(lái)提供。,圖5,這個(gè)速度可理解為小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)或恰好通不過(guò)最,也可認(rèn)為是小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最小速度,通常叫。,高點(diǎn)時(shí)的速度,臨界速度,根據(jù)牛頓第三定律可確定小球?qū)K的拉力和對(duì)軌道的壓力。,2.細(xì)桿和管形軌道模型,(1)最高點(diǎn)的最小速度如圖6所示,細(xì)桿上固定的小球和管形軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的小球,由于桿和管在最高處能對(duì)小球產(chǎn)生向上的支持力,小球恰能到達(dá)最高點(diǎn)的最小速度v0,此時(shí)物體受到的支持力。,FNmg,圖6,典例精析,【例2】如圖7所示,長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端有一個(gè)質(zhì)量為m的小球,另一端有光滑的固定軸O,現(xiàn)給球一初速度,使球和桿一起繞O軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng),不計(jì)空氣阻力,重力加速為g,則(),圖7,由以上分析可知,小球在最高點(diǎn)受到的力可能是拉力,可能是推力,可能是0。,答案B,