6.4 生活中的圓周運(yùn)動 課件-高一下學(xué)期物理人教版（2019）必修第二冊 -1

新人教版高中物理必修1第一章6.4生活中的圓周運(yùn)動在鐵路彎道處，稍微留意一下，就能發(fā)現(xiàn)內(nèi)、外軌道的高度略有不同。你能解釋其中的原因嗎？OmgFNf1一、汽車轉(zhuǎn)彎汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎是什么力提供向心力的呢?

質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛，輪胎與路面間的最大靜摩擦力為2.5×104N，汽車經(jīng)過半徑為50m的彎路時，如果汽車的車速達(dá)到10m/s，這輛車會不會發(fā)生側(cè)滑。問題1：如果車速達(dá)到30m/s，車將會怎樣？問題2：如果你是一個設(shè)計師，你能否對路面進(jìn)行簡單的設(shè)計，以減少對于輪胎的磨損。改進(jìn)措施:(1)增大轉(zhuǎn)彎半徑(2)增加路面的粗糙程度(3)最重要的一點:司機(jī)應(yīng)該減速慢行!(4)增加路面高度差——外高內(nèi)低汽車拐彎FNmgFn

在高速公路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低，在某路段，汽車在左轉(zhuǎn)彎時，汽車左側(cè)的路面會比右側(cè)的路面低一些，如果汽車的質(zhì)量是2×103kg，汽車的運(yùn)動可以看做是做半徑為50m的圓周運(yùn)動，設(shè)路面的傾斜角度10o，已知重力加速度為10m/s2，要使車輪與路面間的橫向摩擦力（垂直于前進(jìn)方向）等于0，汽車轉(zhuǎn)彎時的車速應(yīng)該是多大？（tan10o=0.18）火車速度為30m/s，彎道的半徑R

=900m，火車的質(zhì)量m

=8×105kg，轉(zhuǎn)彎時輪緣對軌道側(cè)向的彈力多大？輪緣GF支持FNFFNG若火車轉(zhuǎn)彎時軌道傾角為5?，此時要求軌道對輪緣無擠壓作用，請問火車通過彎道時的最大速度是多少？（已知：轉(zhuǎn)彎半徑R=900m，tan5?=0.09）FNmg超重狀態(tài)1、汽車過凹橋，在最低點時，車對凹橋的壓力又怎樣？三、汽車過拱橋mgFN2、汽車過凸橋時，在最高點時，車對凸橋的壓力怎樣？失重狀態(tài)3、若汽車的運(yùn)動速度變大，壓力如何變化？當(dāng)時，壓力FN為零。處于完全失重狀態(tài)。地球可以看作一個巨大的拱形橋地球可以看作一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑R（約為6400km）。地面上有一輛汽車在行駛，所受重力G＝mg，地面對它的支持力是FN。根據(jù)上面的分析，汽車速度越大，地面對它的支持力就越小。會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時，地面對車的支持力是0？這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少？駕駛員軀體各部分之間的壓力是多少？他這時可能有什么感覺？汽車車速為v，地球半徑為R汽車對橋面的壓力為0G=9.8N/kg,R=6371kmv≈7900m/s三.汽車過拱形橋r≈RO以繞地球做勻速圓周運(yùn)動的宇宙飛船為例，當(dāng)飛船距地面高度為100?200km時，它的軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員受到的地球引力近似等于他在地面受到的重力mg。

三、航天器中的失重現(xiàn)象實際上，不論在地面還是太空里如果只受重力，那么物體就處于完全失重狀態(tài)！四、離心運(yùn)動“供”“需”是否平衡決定物體做何種運(yùn)動供物體實際受到的沿徑向的合外力需物體做勻速圓周運(yùn)動所需的力F=勻速圓周運(yùn)動F<離心運(yùn)動F>向心運(yùn)動物體的離心運(yùn)動與受力情況火車行駛速率v>v規(guī)定GNFN′火車行駛速率v<v規(guī)定GNFN′外軌對輪緣有側(cè)壓力內(nèi)軌對輪緣有側(cè)壓力醫(yī)務(wù)人員用離心機(jī)分離血液利用離心運(yùn)動把附著在衣物上的水分甩掉2.離心運(yùn)動的防止1.離心運(yùn)動的利用你知道手機(jī)、手環(huán)上的振動器是什么原理嗎？1.如果高速轉(zhuǎn)動的飛輪的重心不在轉(zhuǎn)軸上，運(yùn)行將不穩(wěn)定，而且軸承會受到很大的作用力，加速磨損。圖中飛輪半徑r＝20cm，OO′為轉(zhuǎn)動軸。正常工作時轉(zhuǎn)動軸受到的水平作用力可以認(rèn)為是0。假想在飛輪的邊緣固定一個質(zhì)量m＝0.01kg的小螺絲釘P，當(dāng)飛輪轉(zhuǎn)速n＝1000r/s時，轉(zhuǎn)動軸OO′受到多大的力？(π2取10)練習(xí)與應(yīng)用8×104N教材第38頁課后習(xí)題2.有一種叫“飛椅”的游樂項目。長為L的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r

的水平轉(zhuǎn)盤邊緣。轉(zhuǎn)盤可繞穿過其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動。當(dāng)轉(zhuǎn)盤以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為θ。不計鋼繩的重力。分析轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動的角速度ω與夾角θ的關(guān)系。練習(xí)與應(yīng)用教材第39頁課后習(xí)題3.質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平公路上行駛，輪胎與路面間的最大靜摩擦力為1.4×104N。汽車經(jīng)過半徑為50m的彎路時，如果車速達(dá)到72km/h，這輛車會不會發(fā)生側(cè)滑？練習(xí)與應(yīng)用會4.有一輛質(zhì)量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為50m的拱橋，g取10m/s2。（1）汽車到達(dá)橋頂時速度為10m/s，汽車對橋的壓力是多大？（2）汽車以多大速度經(jīng)過橋頂時恰好騰空，對橋沒有壓力？（3）汽車對地面的壓力過小是不安全的。從這個角度講，汽車過橋時的速度不能過大。對于同樣的車速，拱橋圓弧的半徑大些比較安全，還是小些比較安全？