《圓周運(yùn)動(dòng)》人教版2課件

高一物理備課組4生活中的圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.會(huì)分析火車轉(zhuǎn)彎、汽車過(guò)拱橋等實(shí)際運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中向心力的來(lái)源，能解決生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題.2.了解航天器中的失重現(xiàn)象及原因.3.了解離心運(yùn)動(dòng)及物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件，知道離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用及危害.課前預(yù)習(xí)011.如果鐵道彎道的內(nèi)外軌一樣高，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，由

提供向心力，由于質(zhì)量太大，因此需要很

的向心力，靠這種方法得到向心力，不僅鐵軌和車輪極易受損，還可能使火車側(cè)翻.2.鐵路彎道的特點(diǎn)(1)彎道處外軌

內(nèi)軌.(2)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道的

.支持力與重力的合力指向

.(3)在修筑鐵路時(shí)，要根據(jù)彎道的

和

，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

來(lái)提供.火車轉(zhuǎn)彎一外軌對(duì)輪緣的彈力大略高于內(nèi)側(cè)圓心半徑規(guī)定的行駛速度重力G和彈力FN的合力拱形橋二

汽車過(guò)拱形橋汽車過(guò)凹形橋受力分析向心力mg－FNFN－mg對(duì)橋的壓力

FN′＝_________FN′＝_________結(jié)論汽車對(duì)橋的壓力

汽車的重力，而且汽車速度越大，對(duì)橋的壓力_____汽車對(duì)橋的壓力

汽車的重力，而且汽車速度越大，對(duì)橋的壓力_____小于越小大于越大航天器中的失重現(xiàn)象三1.向心力分析：宇航員受到的地球

與座艙對(duì)他的

的合力提供向心力，由牛頓第二定律：

＝m，所以FN＝

.2.完全失重狀態(tài)：當(dāng)v＝

時(shí)，座艙對(duì)宇航員的支持力FN＝0，宇航員處于

狀態(tài).引力支持力mg－FN完全失重離心運(yùn)動(dòng)四1.定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體沿切線飛出或做

圓心的運(yùn)動(dòng).2.原因：向心力突然

或合力

.3.離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止(1)應(yīng)用：離心干燥器；洗衣機(jī)的

；離心制管技術(shù)；分離血漿和紅細(xì)胞的離心機(jī).(2)防止：轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪的轉(zhuǎn)速不能太高；在公路彎道，車輛不允許超過(guò)

.逐漸遠(yuǎn)離消失不足以提供所需的向心力脫水筒規(guī)定的速度即學(xué)即用1.判斷下列說(shuō)法的正誤.(1)鐵路的彎道處，內(nèi)軌高于外軌.(

)(2)汽車駛過(guò)拱形橋頂部時(shí)，對(duì)橋面的壓力等于車重.(

)(3)汽車行駛至凹形橋底部時(shí)，對(duì)橋面的壓力大于車重.(

)(4)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的航天器中的宇航員處于完全失重狀態(tài)，故不再受重力.(

)(5)航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體所受合力為零.(

)(6)做離心運(yùn)動(dòng)的物體可以沿半徑方向向外運(yùn)動(dòng).(

)××√×××2.如圖1所示，汽車在通過(guò)水平彎道時(shí)，輪胎與地面間的摩擦力已達(dá)到最大值，若汽車轉(zhuǎn)彎的速率增大到原來(lái)的

倍，為使汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)仍不打滑，其轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的____倍.2圖1課堂探究02火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題一圖22.速度與軌道壓力的關(guān)系(1)當(dāng)火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時(shí)，所需向心力僅由重力和支持力的合力提供，此時(shí)內(nèi)外軌道對(duì)火車無(wú)擠壓作用.(2)當(dāng)火車行駛速度v>v0時(shí)，外軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力.(3)當(dāng)火車行駛速度v<v0時(shí)，內(nèi)軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力.例1

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θ，如圖3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(shí)速度等于

，則A.內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓B.外軌對(duì)外側(cè)車輪輪緣有擠壓圖3√針對(duì)訓(xùn)練

(多選)公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶.如圖4所示，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì).則在該彎道處A.路面外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低B.車速只要低于v0，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)C.車速雖然高于v0，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會(huì)向

外側(cè)滑動(dòng)D.當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，v0的值變小圖4√√解析當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，即不受靜摩擦力，此時(shí)僅由其重力和路面對(duì)其支持力的合力提供向心力，所以路面外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低，選項(xiàng)A正確；當(dāng)車速低于v0時(shí)，需要的向心力小于重力和支持力的合力，汽車有向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，受到的靜摩擦力向外側(cè)，并不一定會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)車速高于v0時(shí)，需要的向心力大于重力和支持力的合力，汽車有向外側(cè)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，靜摩擦力向內(nèi)側(cè)，速度越大，靜摩擦力越大，只有靜摩擦力達(dá)到最大以后，車輛才會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)，選項(xiàng)C正確；汽車過(guò)橋問(wèn)題與航天器中的失重現(xiàn)象二1.拱形橋問(wèn)題(1)汽車過(guò)拱形橋(如圖5)圖5說(shuō)明：汽車通過(guò)拱形橋的最高點(diǎn)時(shí)，向心加速度向下，汽車對(duì)橋的壓力小于其自身的重力，而且車速越大，壓力越小，此時(shí)汽車處于失重狀態(tài).《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載(2)汽車過(guò)凹形橋(如圖6)說(shuō)明：汽車通過(guò)凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度向上，而且車速越大，壓力越大，此時(shí)汽車處于超重狀態(tài).由于汽車對(duì)橋面的壓力大于其自身重力，故凹形橋易被壓垮，因而實(shí)際中拱形橋多于凹形橋.圖6《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載2.繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星、飛船、空間站處于完全失重狀態(tài).(3)航天器內(nèi)的任何物體都處于完全失重狀態(tài).《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載例2

如圖7所示，地球可以看成一個(gè)巨大的拱形橋，橋面半徑R＝6400km，地面上行駛的汽車中駕駛員的重力G＝800N，在汽車不離開(kāi)地面的前提下，下列分析中正確的是A.汽車的速度越大，則汽車對(duì)地面的壓力也越大B.不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都

等于800NC.只要汽車行駛，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都小于他自身的重力D.如果某時(shí)刻速度增大到使汽車對(duì)地面壓力為零，則此時(shí)駕駛員會(huì)有超重的感覺(jué)√圖7《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載解析汽車以及駕駛員的重力和地面對(duì)汽車的支持力的合力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力，則有mg－FN＝m，重力是一定的，v越大，則FN越小，故A錯(cuò)誤；因?yàn)橹灰囆旭?，駕駛員的一部分重力則會(huì)用于提供駕駛員做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，結(jié)合牛頓第三定律可知駕駛員對(duì)座椅壓力大小小于其自身的重力，故B錯(cuò)誤，C正確；如果速度增大到使汽車對(duì)地面的壓力為零，說(shuō)明汽車和駕駛員的重力全部用于提供做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，處于完全失重狀態(tài)，此時(shí)駕駛員會(huì)有失重的感覺(jué)，故D錯(cuò)誤.《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載例3如圖8所示，質(zhì)量m＝2.0×104kg的汽車以不變的速率先后駛過(guò)凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為60m，如果橋面能承受的壓力不超過(guò)3.0×105N，則：(g取10m/s2)(1)汽車允許的最大速率是多少？圖8《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載(2)若以所求速率行駛，汽車對(duì)橋面的最小壓力是多少？答案1.0×105N解析汽車在凸形橋頂部時(shí)，合力向下，汽車受到的支持力最小，由牛頓第二定律得由牛頓第三定律得，在凸形橋頂部汽車對(duì)橋面的壓力為1.0×105N，此即最小壓力.《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載離心運(yùn)動(dòng)三1.物體做離心運(yùn)動(dòng)的原因提供向心力的合力突然消失，或者合力不能提供足夠的向心力.注意：物體做離心運(yùn)動(dòng)并不是物體受到“離心力”作用，而是由于合外力不能提供足夠的向心力.所謂“離心力”實(shí)際上并不存在.2.合力與向心力的關(guān)系(如圖9所示).圖9《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載(4)若F合＝0，則物體沿切線方向做直線運(yùn)動(dòng).《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載例4關(guān)于離心運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是A.物體一直不受外力作用時(shí)，可能做離心運(yùn)動(dòng)B.在外界提供的向心力突然變大時(shí)，原來(lái)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體將做離心運(yùn)動(dòng)C.只要向心力的數(shù)值發(fā)生變化，原來(lái)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體就將做離心運(yùn)動(dòng)D.當(dāng)外界提供的向心力突然消失或數(shù)值變小時(shí)，原來(lái)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體將做

離心運(yùn)動(dòng)√解析離心運(yùn)動(dòng)是指原來(lái)在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體后來(lái)遠(yuǎn)離圓心，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；離心運(yùn)動(dòng)發(fā)生的條件是：實(shí)際的合力小于做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，所以選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤，D正確.《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載當(dāng)堂達(dá)標(biāo)03《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載1.(火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題)(多選)全國(guó)鐵路大面積提速，給人們的生活帶來(lái)便利.火車轉(zhuǎn)彎可以看成是在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火車速度提高會(huì)使外軌受損.為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時(shí)外軌受損這一難題，以下措施可行的是A.適當(dāng)減小內(nèi)外軌的高度差B.適當(dāng)增加內(nèi)外軌的高度差C.適當(dāng)減小彎道半徑D.適當(dāng)增大彎道半徑1234√√《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載1234《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載2.(航天器中的失重現(xiàn)象)(多選)航天飛機(jī)在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，關(guān)于航天員，下列說(shuō)法中正確的是A.航天員受到的重力消失了B.航天員仍受重力作用，重力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力C.航天員處于超重狀態(tài)D.航天員對(duì)座椅的壓力為零1234√√解析航天飛機(jī)在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，依然受地球的吸引力，而且正是這個(gè)吸引力提供航天飛機(jī)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，航天員的加速度與航天飛機(jī)的相同，是其重力提供向心力，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；此時(shí)航天員不受座椅彈力，即航天員對(duì)座椅的壓力為零，處于完全失重狀態(tài)，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤.《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載3.(離心現(xiàn)象)在冬奧會(huì)短道速滑項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員繞周長(zhǎng)僅111米的短道競(jìng)賽.比賽過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員在通過(guò)彎道時(shí)如果不能很好地控制速度，將發(fā)生側(cè)滑而摔離正常比賽路線.如圖10所示，圓弧虛線Ob代表彎道，即正常運(yùn)動(dòng)路線，Oa為運(yùn)動(dòng)員在O點(diǎn)時(shí)的速度方向(研究時(shí)可將運(yùn)動(dòng)員看做質(zhì)點(diǎn)).下列論述正確的是A.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力方向背離圓心B.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力大于所需要的向心力C.若在O點(diǎn)發(fā)生側(cè)滑，則滑動(dòng)的方向在Oa左側(cè)D.若在O點(diǎn)發(fā)生側(cè)滑，則滑動(dòng)的方向在Oa右側(cè)與Ob之間1234圖10√《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載解析發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員的速度過(guò)大，所需要的向心力過(guò)大，而運(yùn)動(dòng)員受到的合力小于所需要的向心力，受到的合力方向指向圓弧內(nèi)側(cè)，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員在水平方向不受任何外力時(shí)沿Oa方向做離心運(yùn)動(dòng)，實(shí)際上運(yùn)動(dòng)員受到的合力方向指向圓弧Ob內(nèi)側(cè)，所以運(yùn)動(dòng)員滑動(dòng)的方向在Oa右側(cè)與Ob之間，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確.1234《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載《圓周運(yùn)動(dòng)》PPT人教版2課件優(yōu)秀課件ppt課件免費(fèi)課件優(yōu)秀課件課件下載4.(汽車轉(zhuǎn)彎與過(guò)橋問(wèn)題)(2019·山西現(xiàn)代雙語(yǔ)學(xué)校期中)在高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高