教科版必修2-第二章-3.-圓周運動的實例分析-課件(18張)

1、圓周運動實例分析學(xué)習(xí)目標(biāo)定位：1.進(jìn)一步理解圓周運動的規(guī)律，在具體問題中會分析向心力的來源2.會求非勻速圓周運動中物體在特殊點的向心力和向心加速度3.會分析汽車過橋和火車轉(zhuǎn)彎問題人生曲折道路起伏橫看成嶺側(cè)成峰， 轉(zhuǎn)換角度大不同！一、汽車過拱形橋 質(zhì)量為m的汽車經(jīng)過拱橋最高點時速度為v，若橋面的圓弧半徑為R。問題：1.畫出汽車在最高點的受力分析圖2.求出汽車通過橋的最高點時受到的支持力N3.汽車對橋的壓力與自身質(zhì)量誰大？一、汽車過拱形橋 4.通過凹形橋最低點時，汽車對橋的壓力比汽車的重力大還是小呢？要點提煉1.汽車過凸形橋汽車在最高點時受力滿足：mg-N=mv2/R，即Nmg-mv2/R，對橋壓

2、力小于自身重力2. 汽車過凹形橋汽車在最低點時受力滿足：N-mgmv2/R，即N=mg+mv2/R由此可知，汽車對橋面的壓力大于其自身重力，故凹形橋易被壓垮，因而實際中拱形橋多于凹形橋mgNmgN例1 一輛質(zhì)量m2 t的轎車，駛過半徑R80 m的一段凸形橋面，g10 m/s2，求：(1)轎車以10m/s的速度通過橋面最高點時，對橋面的壓力是多大？(2)在最高點對橋面的壓力等于轎車重力的一半時，車的速度大小是多少？答案：（1）1.75104N （2）20m/s典例精析一、汽車過拱形橋問題N二、火車轉(zhuǎn)彎結(jié)構(gòu)模型車輪特點水平彎道缺點：需要通過車輪與外側(cè)軌道的擠壓來提供做圓周運動的向心力，長期磨損外側(cè)

3、軌道，易發(fā)生安全事故。mgNF傾斜彎道（）水平軌道圓周半徑r彎道模型（）當(dāng)轉(zhuǎn)彎速度大于或小于設(shè)計速度時會如何？思考1.向心力來源： 在鐵路轉(zhuǎn)彎處，內(nèi)、外鐵軌有高度差，火車在此處依據(jù)規(guī)定的速度行駛，轉(zhuǎn)彎時，向心力幾乎完全由重力和支持力 的合力提供，即F合mgtan2.規(guī)定速度： 僅受重力和支持力時，火車的轉(zhuǎn)彎速度v0= ，其中R為彎道半徑，為軌道所在平面與水平面的夾角，v0為彎道規(guī)定的速度。（1）當(dāng)v=v0時，F(xiàn)=F合，即所需向心力等于重力與支持力的合力，兩側(cè)軌道對車輪均無側(cè)壓力。（2）當(dāng)vv0時，F(xiàn)F合，即所需向心力大于重力與支持力的合力，外側(cè)軌道對車輪有側(cè)壓力，以彌補(bǔ)向心力不足的部分。（3）當(dāng)vv0時，F(xiàn)F合，即所需向心力小于支持力和重力的合力，內(nèi)側(cè)軌道對車輪有側(cè)壓力，以抵消向心力過大的部分。 要點提煉例2鐵路在彎道處的內(nèi)、外軌道高度是不同的，已知內(nèi)、外軌道平面與水平面的夾角為，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時速度等于 ，則()A內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓C這時鐵軌對火車的支持力等于mg/cosD這時鐵軌對火車的支持力大于mg/cos典例精析C假如火車只受重力和支持力N課程小結(jié)圓周運動實例分析汽車過拱形橋火車轉(zhuǎn)彎凸形橋凹形橋水平轉(zhuǎn)彎，擠