高中物理57生活中的圓周運(yùn)動精講優(yōu)練課型課件新人教版必修2(已修改)
2024-12-03 18:59 本頁面
【正文】 7 生活中的圓周運(yùn)動 一、鐵路的彎道 ：火車在彎道上運(yùn)動時實際上在做 _____ _____，因而具有 _____加速度，由于其質(zhì)量巨大，需要很大的向心 力。 圓周 運(yùn)動 向心 ： (1)若轉(zhuǎn)彎時內(nèi)外軌一樣高，則由外軌對輪緣的 _____提供向心力，這 樣，鐵軌和車輪極易受損。 (2)若內(nèi)外軌有高度差，依據(jù)規(guī)定的行駛速度行駛，轉(zhuǎn)彎時向心力幾 乎完全由 ______和 ________的合力提供。 彈力 重力 G 支持力 FN 【 想一想 】 除了火車彎道具有內(nèi)低外高的特點(diǎn)外， 你還了解哪些道路具有這樣的特點(diǎn)？ 提示： 有些道路具有外高內(nèi)低的特點(diǎn)是為了利用彎 道的支持力與車輛重力的合力提供向心力，進(jìn)而提 高車輛的轉(zhuǎn)彎速度，因此一些賽車項目的賽道的彎 道要做得外高內(nèi)低，比如汽車、摩托車、自行車賽道的彎道，高速公路的拐彎處等。 二、拱形橋 汽車過凸形橋 汽車過凹形橋 受力分析 向心力 Fn=_____= Fn=_____= 對橋的 壓力 FN′= FN′= 2vmr2vmr2vmg mr?2vmg+mrmgFN FNmg 汽車過凸形橋 汽車過凹形橋 結(jié) 論 汽車對橋的壓力小于汽車的重量 ,而且汽車速度越大 ,對橋的壓力_____ 汽車對橋的壓力大于汽車的重量 ,而且汽車速度越大 ,對橋的壓力 _____ 越小 越大 【 判一判 】 (1)汽車駛過凸形橋高點(diǎn)，速度很大時，對橋的壓力可能等于零。 ( ) (2)汽車過凸形橋或凹形橋時，向心加速度的方向都是向上的。 ( ) (3)汽車駛過凹形橋低點(diǎn)時，對橋的壓力一定大于重力。 ( ) 提示： (1)√ 。汽車駛過凸形橋高點(diǎn)時，若所需的向心力等于汽車的重力，則汽車只受重力作用，此時對橋的壓力等于零。 (2) 。汽車過凸形橋時，向心加速度的方向向下；過凹形橋時，向心加速度的方向向上。 (3)√ 。汽車駛過凹形橋低點(diǎn)時，汽車所受支持力與重力的合力充當(dāng)向心力，因為向心力方向向上，所以支持力大于重力，又根據(jù)牛頓第三定律，汽車對橋的壓力大于重力。 三、航天器中的失重現(xiàn)象 ：宇航員受到的地球引力與座艙對他的支持力的合力為 他提供向心力， _____= ，所以 FN=________。 ：當(dāng) v=_____時，座艙對宇航員的支持力 FN=0，宇航員處 于 _________狀態(tài)。 mgFN 2vmr2vm (g )r?rg完全失重 【 判一判 】 (1)航天器中宇航員的運(yùn)動可看作勻速圓周運(yùn)動，宇航員處于平衡狀態(tài)。 ( ) (2)宇航員做圓周運(yùn)動時，受到的地球引力為他提供向心力。 ( ) (3)航天器中宇航員處于完全失重狀態(tài)，所受合力為零。 ( ) 提示： (1) 。航天器中宇航員的運(yùn)動可看作勻速圓周運(yùn)動，但做勻速圓周運(yùn)動的物體不處于平衡狀態(tài)。 (2)√ 。宇航員做圓周運(yùn)動時，座艙對宇航員的支持力為零，受到的地球引力為他提供向心力。 (3) 。航天器中宇航員處于完全失重狀態(tài)，但受地球引力，合力不為零。 四、離心運(yùn)動 ：物體沿切線飛出或做 _________圓心的運(yùn)動。 ：向心力突然 _____或合外力不足以提供 _____________。 ：洗衣機(jī)的 _______，制作無縫鋼管、水泥管道、水泥電線 桿等。 逐漸遠(yuǎn)離 消失 所需的向心力 脫水筒 【 想一想 】 雨天，當(dāng)你旋轉(zhuǎn)自己的雨傘時，會發(fā)現(xiàn)水滴 沿著傘的邊緣切線飛出，你能說出其中的原因嗎？ 提示： 旋轉(zhuǎn)雨傘時，雨滴也隨著運(yùn)動起來，但傘面上的 雨滴受到的力不足以提供其做圓周運(yùn)動的向心力，雨滴 由于慣性要保持其原來的速度方向而沿切線方向飛出。 一、火車轉(zhuǎn)彎問題 思考探究： 火車在鐵軌上轉(zhuǎn)彎可以看成是勻速圓周運(yùn)動，如圖所示，請思考： (1)火車轉(zhuǎn)彎處的鐵軌有什么特點(diǎn)？ (2)火車轉(zhuǎn)彎時速度過大或過小，會對哪側(cè)軌道有側(cè)壓力？ 提示： (1)火車轉(zhuǎn)彎處，外軌高于內(nèi)軌。 (2)火車轉(zhuǎn)彎時速度過大會對軌道外側(cè)有壓力，速度過小會對軌道內(nèi)側(cè)有壓力。 【 歸納總結(jié) 】 ：火車轉(zhuǎn)彎處的鐵軌，雖然外軌高于內(nèi)軌，但整個外軌是等高的，整個內(nèi)軌是等高的。因而火車在行駛的過程中，中心的高度不變，即火車中心的軌跡在同一水平面內(nèi)。故火車的圓周平面是水平面，而不是斜面。即火車的向心加速度和向心力均沿水平面指向圓心。 ：在實際的火車轉(zhuǎn)彎處，外軌高于內(nèi)軌，火車所受支持力的方向斜向上，其豎直分力可以與重力平衡，其水平分力可以提供向心力，或者說火車所受支持力與重力的合力可以提供向心力。 ： (1)若火車轉(zhuǎn)彎時，火車所受支持力與重
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