公開課 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)PPT精選文檔

1、2021/4/251中中的的圓圓周周活活生生運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)必修必修2第五章第第五章第7節(jié)節(jié)2021/4/252此地不宜居住嗎？ 中央電視臺(tái)今日說法欄目報(bào)道了一起發(fā)生在湖南長沙某區(qū)湘府路上的離奇交通事故家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個(gè)月內(nèi)連續(xù)遭遇了七次大卡車七次大卡車側(cè)翻在自家門口的場面，第八次有輛卡車沖撞進(jìn)李先生家，造成三死一傷和房屋嚴(yán)重?fù)p毀的血腥慘案當(dāng)?shù)鼐用裾J(rèn)為是風(fēng)水問題，你相信嗎？2021/4/253F=rvm2提提供供物體做圓周物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力運(yùn)動(dòng)的向心力物體做圓周運(yùn)動(dòng)物體做圓周運(yùn)動(dòng)所所需需要要的向心力的向心力當(dāng)當(dāng) “供供”“”“需需”平衡平衡時(shí)，物體做圓周時(shí)，物體做圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)2

2、021/4/254一、汽車轉(zhuǎn)彎一、汽車轉(zhuǎn)彎OmgFNFf提供向心力提供向心力受力分析受力分析FfFfFnmv2 / r 2021/4/255課堂練習(xí)課堂練習(xí)2021/4/256FfFnm2 r 2021/4/257思考：思考： 那火車轉(zhuǎn)彎那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)情況會(huì)有時(shí)情況會(huì)有何不同呢？何不同呢？ 火車轉(zhuǎn)彎時(shí)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)是在做圓周是在做圓周運(yùn)動(dòng)，那么運(yùn)動(dòng)，那么是什么力提是什么力提供向心力？供向心力？實(shí)例實(shí)例2021/4/258車輪介紹車輪介紹2021/4/259 鐵路的彎道鐵路的彎道2vFFmr向心力外軌對輪緣的彈力提供向心力外軌對輪緣的彈力提供向心力. 靠這種辦靠這種辦法得到的向法得到的向心力缺點(diǎn)是心力

3、缺點(diǎn)是什么？如何什么？如何解決這一實(shí)解決這一實(shí)際問題？際問題？2021/4/2510【最佳方案】【最佳方案】外軌略高于內(nèi)軌外軌略高于內(nèi)軌2021/4/2511GFNF合合【方案剖析】【方案剖析】nFF合Rvmmg2tan火車轉(zhuǎn)彎規(guī)定火車轉(zhuǎn)彎規(guī)定臨界速度臨界速度: :tanvRg臨界解析：解析：重力重力G與支持力與支持力FN的合力的合力F合合是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力2021/4/2512【研究與討論】 如果火車在轉(zhuǎn)彎處的速度不等于規(guī)定速度，會(huì)發(fā)生怎樣情況？ 2021/4/2513討論：討論：1.當(dāng)當(dāng)v , F提提 合力不足以提供向心力合力不足以提供向心力 外軌對輪緣有擠壓；外軌對

4、輪緣有擠壓；2.當(dāng)當(dāng)v= , = F提提合力恰好等于向心力合力恰好等于向心力 內(nèi)外軌對輪緣都無擠壓內(nèi)外軌對輪緣都無擠壓3.當(dāng)當(dāng) v , F提提合力大于向心力，內(nèi)軌合力大于向心力，內(nèi)軌 對輪緣有擠壓對輪緣有擠壓ghRlghRlghRlnFnFnF2021/4/2514【物理與生活】 20082008年年4 4月月1818日，我國鐵路進(jìn)行了第六次日，我國鐵路進(jìn)行了第六次大提速，時(shí)速將達(dá)大提速，時(shí)速將達(dá)200200公里以上，這必將為公里以上，這必將為我國經(jīng)濟(jì)騰飛注入新的活力。假設(shè)你是一位我國經(jīng)濟(jì)騰飛注入新的活力。假設(shè)你是一位從事鐵路設(shè)計(jì)的工程師，你認(rèn)為火車提速有從事鐵路設(shè)計(jì)的工程師，你認(rèn)為火車提速有

5、必要對鐵路拐彎處進(jìn)行改造嗎？應(yīng)如何改造？必要對鐵路拐彎處進(jìn)行改造嗎？應(yīng)如何改造？2021/4/2515課堂練習(xí)課堂練習(xí)2、質(zhì)量、質(zhì)量 m=100t的火車在軌道上行駛的火車在軌道上行駛,火車內(nèi)外軌連火車內(nèi)外軌連線與水平面夾角為線與水平面夾角為370 ，彎道半徑，彎道半徑R=30m。(1)當(dāng)火車的速度當(dāng)火車的速度v1=10m/s時(shí)時(shí),軌道何處受側(cè)壓力軌道何處受側(cè)壓力?方向方向如何如何?(2)當(dāng)火車的速度當(dāng)火車的速度v2=15m/s時(shí)時(shí),軌道何處受側(cè)壓力軌道何處受側(cè)壓力?方向方向如何如何?(3)當(dāng)火車的速度當(dāng)火車的速度v3=20m/s時(shí)時(shí),軌道何處受側(cè)壓力軌道何處受側(cè)壓力?方向方向如何如何?2021

6、/4/25162021/4/2517OOFTmgF合合圓圓錐錐擺擺2021/4/2518FNGFmgtanFnmv2 / r OOFTmgF合合圓圓錐錐擺擺FNmgF合合2021/4/2519 公路上的拱公路上的拱形橋是常見的，形橋是常見的，汽車過橋時(shí)，汽車過橋時(shí)，也可以看做圓也可以看做圓周運(yùn)動(dòng)。那么周運(yùn)動(dòng)。那么是什么力提供是什么力提供汽車的向心力汽車的向心力呢？呢？思考：思考：實(shí)例三、汽車過橋三、汽車過橋2021/4/2520討論 質(zhì)量為質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋行駛，若橋面的圓弧半徑為面的圓弧半徑為R，試畫出受力分析圖，分析汽車，試畫出受力分析圖，分析

7、汽車通過橋的最高點(diǎn)時(shí)所需的向心力來源通過橋的最高點(diǎn)時(shí)所需的向心力來源 2021/4/25211、受力分析、受力分析2、找圓心、找圓心3、確定、確定F合合即即F向心力向心力的方向。的方向。4、列方程、列方程N(yùn)GF合合= G-NFF合向心力2vGNmR2vNGmR2vNNGmR壓力 2021/4/2522 分析汽車通過最底點(diǎn)時(shí)車對橋分析汽車通過最底點(diǎn)時(shí)車對橋 (過水路過水路面面)的壓力的壓力 2vNGmr2021/4/25232021/4/2524汽車對橋面的壓力超重失重狀態(tài)最高點(diǎn)最低點(diǎn)2vN G mGr2vN G mGr 小結(jié)：小結(jié)：2021/4/2525課堂練習(xí)課堂練習(xí)3、一輛質(zhì)量、一輛質(zhì)量

8、m=2.0t的小轎車，駛過半徑的小轎車，駛過半徑R=100m的的一段圓弧形橋面。一段圓弧形橋面。(1)若橋面為凹形，汽車以若橋面為凹形，汽車以20m/s通過橋面最低點(diǎn)時(shí)，通過橋面最低點(diǎn)時(shí)，對橋面的壓力是多大？對橋面的壓力是多大？(2)若橋面為凸形，汽車以若橋面為凸形，汽車以10m/s通過橋面最高點(diǎn)時(shí)，通過橋面最高點(diǎn)時(shí)，對橋面的壓力是多大？對橋面的壓力是多大？(3)汽車以多大速度過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，對橋面剛好汽車以多大速度過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，對橋面剛好沒有壓力？沒有壓力？2021/4/2526地球可以看做一座巨大的地球可以看做一座巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會(huì)不會(huì)

9、出現(xiàn)這樣球的半徑。會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度的情況：速度大到一定程度時(shí)，地面對車的支持力是零？時(shí)，地面對車的支持力是零？這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少？力是多少？思考與討論思考與討論該“思考與討論”中描述的情景其實(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，不過不是在汽車上，而是在航天飛機(jī)中 2021/4/25272021/4/2528F=rvm2提提供供物體做圓周物體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力運(yùn)動(dòng)的向心力物體做圓周運(yùn)動(dòng)物體做圓周運(yùn)動(dòng)所所需需要要的向心力的向心力當(dāng)當(dāng) “供供”“”“需需”平衡平衡時(shí)，物體做圓周時(shí)，物體做圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)想一想：想一想：當(dāng)當(dāng) “供供”“”“需需”不平衡不平衡時(shí)，物體將如何

10、運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體將如何運(yùn)動(dòng)呢？呢？2021/4/2529觀察觀察2021/4/25301 1、定義：、定義： 當(dāng)向心力突然消失或者指向圓心的合力不足當(dāng)向心力突然消失或者指向圓心的合力不足時(shí)，物體做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，叫做離心運(yùn)時(shí)，物體做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，叫做離心運(yùn)動(dòng)。動(dòng)。實(shí)例2021/4/25312、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用與防止、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用與防止2021/4/2532用離心機(jī)把用離心機(jī)把體溫計(jì)的水體溫計(jì)的水銀柱甩回玻銀柱甩回玻璃泡內(nèi)璃泡內(nèi)制作棉花糖的原理：制作棉花糖的原理：內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似，里內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似，里面加入白砂糖，加熱使糖熔化成面加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動(dòng)，從內(nèi)筒壁的小汁就做離心運(yùn)動(dòng)，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀到達(dá)溫度孔飛散出去，成為絲狀到達(dá)溫度較低的外筒，并迅速冷卻凝固，較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細(xì)雪白，像一團(tuán)團(tuán)棉花。變得纖細(xì)雪白，像一團(tuán)團(tuán)棉花。2021/4/2533OF靜靜vOFv2021/4/2534學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原因。因。 2.能定量分析汽車過