高中物理-生活中的圓周運動教學課件設計

§5.7生活中的圓周運動高中物理一年級下冊（必修二）人教版圓周運動的基本規(guī)律：Fn=m=mrω2=v2rman向心力是效果力，可以由一個力充當，也可以是幾個力的合力，甚至是某一個力的分力。方向總指向圓心。v=ωrω=ω=2πfT2πan==rω2

v2r方向總指向圓心

解決圓周運動的一般思路:1.定軌跡平面。2.定圓心位置。3.定半徑大小。4.受力分析，找出向心力。5.應用牛頓第二定律公式列方程合作探究一、火車拐彎誰提供向心力2）內外軌一樣高時什么力提供向心力？1）火車勻速轉彎時可看成做什么運動？在某一水平面內做圓周運動外軌道外輪內輪內軌道結構介紹

向心力F

由外側軌道對外輪的壓力提供FN3）這種設計有什么缺點？外軌和外輪之間的磨損大，鐵軌和車輪容易受到損壞。甚至會造成更嚴重的后果。FNmg4）有沒有好的方法解決這一問題呢？當外軌略高于內軌時如果G和FN的合力恰好提供火車轉彎時所需的向心力。火車受力分析如圖，hFL火車規(guī)定的安全行駛速度F=mgtanθ=GF遷移應用1.火車以某一速度v通過某彎道時，內、外軌道均不受側壓力作用，下面分析正確的是（）A.軌道半徑R=v2/gB.若火車速度大于v時，外軌將受到側壓力作用，其方向平行軌道平面向外C.若火車速度小于v時，外軌將受到側壓力作用，其方向平行軌道平面向內D.當火車質量改變時，安全速率也將改變解析：本題考查利用圓周運動知識解決實際問題的能力，若火車在轉彎時不受軌道擠壓，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，受力分析如圖所示，作平行四邊形，根據牛頓第二定律有則R=v2/gtana,A不正確；若速度大于v時，所需向心力變大，重力和支持力的合力提供向心力不足，故外軌將受到側壓力的作用，方向平行于軌道平面向外，B正確；若火車速度小于v，重力和支持力的合力提供向心力過大，故內軌將受到側壓力的作用，方向平行于軌道平面向內，C錯誤；通過牛頓第二定律知，安全速率與火車質量無關，故D不正確。BFamgFN1.普通汽車轉彎FNmgFfGF？思考：賽道為什么要這樣設計？

結論：將路面傾斜的原因是讓支持力與豎直方向成一角度，這樣支持力的水平分力就可以提供部分向心力，減小靜摩擦力的負擔。質量為m的汽車以恒定的速率v通過半徑為r的拱橋，如圖所示，求汽車在橋頂時對路面的壓力是多大？合作探究二：汽車過拱形橋mg-FN=mv2/r解：對汽車進行受力分析由牛頓第二定律知FN=mg-mv2/r（2）討論：當v=時，FN=？當0≤v＜時，FN=？當v＞時,FN=？0mg-mv2/r不存在由牛頓第三定律知汽車對橋面的壓力

=FNmgFN質量為4000kg的汽車,通過半徑為40m的凸形橋頂端時,對橋頂的壓力正好為零,則汽車的速度大小為多少。(ｇ取10m/s2)遷移應用mg=mv2/RV=20m/s你見過凹形的路嗎？

汽車過凹橋

遷移應用2.質量為m的汽車在凹橋上以速度v前進，橋面的圓弧半徑為r，重力加速度為g。求：汽車通過橋的最低點時對橋面的壓力F。并討論若速度增大會發(fā)生什么情況?FF-mg=mv2/r若速度增大，汽車隊橋面的壓力增大，速度過大，引發(fā)安全事故。F=mg+mv2/rGFN=G三、離心運動A

1、做圓周運動的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運動所需向心力時，就做逐漸遠離圓心的運動，這種運動就叫離心運動。

2、物體作離心運動的條件：

當產生向心力的合外力突然消失，物體便沿所在位置的切線方向飛出．

當產生向心力的合外力不完全消失，而只是小于所需要的向心力時，物體將沿切線和圓周之間的一條曲線運動，遠離圓心而去．3、離心現象的本質——物體慣性的表現4、離心運動的危害及其防止：1）、在水平公路上行駛的汽車轉彎時υ2F汽車

在水平公路上行駛的汽車，轉彎時所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉彎時速度過大，所需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax，汽車將做離心運動而造成交通事故。因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過規(guī)定的速度。F供

<mrV25.遷移應用：D、增大線速度，同時減小運動半徑使所需向心力大于物體所受合外力。C、減小合外力或使其消失要防止離心現象發(fā)生，該怎么辦？（）A、減小物體運動的速度，使物體作圓周運動時所需的向心力減小B、增大合外力，使其達到物體作圓周運動時所需的向心力ABO離心運動的應用當脫水筒轉得比較慢時，水滴與物體的附著力F足以提供所需的向心力使水滴做圓周運動。當脫水筒轉得比較快時，附著力F不足以提供所需的向心力，于是水滴做離心運動，穿過小孔，飛到脫水筒外面。F利用離心運動把附著在物體上的水分甩掉A、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消失時，將沿圓周半徑方向離開圓心B、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消失時，將沿圓周切線方向離開圓心C、作勻速圓周運動的物體，它自己會產生一個向心力，維持其作圓周運動D、作離心運動的物體，是因為受到離心力作用的緣故1、下列說法正確的是()練習：B2、質量為500kg的汽車沿半徑為45m的水平公路面轉彎，若路面對車的最大靜摩擦力是車重的0.5倍，為使汽車順利轉彎而不滑動的車速最大值為多少。（取g＝10m/s2）分析：由題意法線方向靜摩擦力達到最大時對應車速達到最大。即：fm=mv2/r

（v=15m/s）3、下列說法中錯誤的有：（）A、提高洗衣機脫水筒的轉速，可以使衣服甩得更干B、轉動帶有雨水的雨