教科版高一物理必修2课件:2.3圆周运动的实例分析、2.4圆周运动与人类文明(选学)
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1、第二章,3 圆周运动的实例分析 4 圆周运动与人类文明(选学),学习目标 1.会分析具体圆周运动问题中向心力的来源,能解决生活中的圆周运动问题. 2.了解离心运动及物体做离心运动的条件,知道离心运动的应用及危害. 3.列举实例,了解圆周运动在人类文明进程中的广泛应用,认识到圆周运动对人类文明发展的重大影响.,内容索引, 重点知识探究, 当堂达标检测,自主预习梳理,自主预习梳理,2.向心力:F 3.对桥的压力:N . 4.结论:汽车对桥的压力 汽车的重力,而且汽车速度越大,对桥的压力 .,一、汽车过拱形桥 1.受力分析(如图1),图1,mgN,小于,越小,二、“旋转秋千”圆锥摆 1.物理模型:细
2、线下面悬挂一个钢球,使钢球在 做匀速圆周运动,悬线旋转形成一个圆锥面,这种装置叫圆锥摆. 2.向心力来源:由重力和悬线拉力的 提供(如图2).,图2,某个水平面内,合力,三、火车转弯 1.运动特点:火车转弯时实际是在做 运动,因而具有向心加速度,由于其质量巨大,所以需要很大的 力. 2.向心力来源 (1)若转弯时内外轨一样高,则由 对轮缘的弹力提供向心力,这样铁轨和车轮极易受损. (2)内外轨有高度差,依据规定的行驶速度行驶,转弯时向心力几乎完全由 和 的合力提供.,圆周,向心,外轨,重力G,支持力N,四、离心运动 1.定义:在做圆周运动时,由于合外力提供的向心力 或 ,以致物体沿圆周运动的
3、方向飞出或 而去的运动叫做离心运动. 2.离心机械:利用离心运动的机械叫做离心机械.常见的离心机械有_、 .,消失,不足,切线,远离圆心,洗衣机,的脱水筒,离心机,1.判断下列说法的正误. (1)汽车行驶至凸形桥顶部时,对桥面的压力等于车重.( ) (2)汽车行驶至凹形桥底部时,对桥面的压力大于车重.( ) (3)铁路的弯道处,内轨高于外轨.( ) (4)火车驶过弯道时,火车对轨道一定没有侧向压力.( ) (5)做离心运动的物体可以沿半径方向运动.( ),2.飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看成一段圆弧,如图3所示,飞机做俯冲拉起运动时,在最低点附近做半径为r180 m的圆周运动,如果飞行员质量
4、m70 kg,飞机经过最低点P时的速度v360 km/h,则这时飞行员对座椅的压力是_.(g取10 m/s2),答案,解析,图3,4 589 N,解析 飞机经过最低点时,v360 km/h100 m/s. 对飞行员进行受力分析,飞行员在竖直面内共受到重力G和座椅的支持力N两个力的作用,根据牛顿第二定律得Nmg ,所以Nmg 7010 N70 4 589 N,由牛顿第三定律得,飞行员对座椅的压力为4 589 N.,重点知识探究,一、汽车过拱形桥,如图4甲、乙为汽车在凸形桥、凹形桥上行驶的示意图,汽车行驶时可以看做圆周运动.,答案,图4,(1)如图甲,汽车行驶到拱形桥的桥顶时: 什么力提供向心力?
5、汽车对桥面的压力有什么特点?,答案 当汽车行驶到凸形桥的桥顶时,重力与支持力的合力提供向心力,即mgN ; 此时汽车对桥面的压力Nmg ,即汽车对桥面的压力小于汽车的重力,汽车处于失重状态.,答案 由Nmg 可知,当汽车的速度增大时,汽车对桥面的压力减小,当汽车对桥面的压力为零时,汽车的重力提供向心力,此时汽车的速度达到最大,由mg ,得vm ,如果汽车的速度超过此速度,汽车将离开桥面.,汽车对桥面的压力与车速有什么关系?汽车安全通过拱桥顶(不脱离桥面)行驶的最大速度是多大?,答案,答案 当汽车行驶到凹形桥的最底端时,重力与支持力的合力提供向心力,即Nmg ; 此时汽车对桥面的压力Nmg ,即
6、汽车对桥面的压力大于汽车的重力,汽车处于超重状态,并且汽车的速度越大,汽车对桥面的压力越大.,(2)如图乙当汽车行驶到凹形桥的最底端时,什么力提供向心力?汽车对桥面的压力有什么特点?,答案,1.汽车过拱形桥(如图5),图5,汽车在最低点满足关系:Nmg ,即Nmg .由此可知,汽车对桥面的压力大于其自身重力,故凹形桥易被压垮,因而实际中拱形桥多于凹形桥.,2.汽车过凹形桥(如图6),图6,解析 轿车通过凸形桥面最高点时,竖直方向受力分析如图所示: 合力FmgN,由向心力公式得mgN 故桥面对车的支持力大小Nmg (2 000102 000 ) N1.78104 N 根据牛顿第三定律,轿车在桥面
7、最高点时对桥 面压力的大小为1.78104 N.,例1 一辆质量m2 t的轿车,驶过半径R90 m的一段凸形桥面,g10 m/s2,求: (1)轿车以10 m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面的压力是多大?,答案,解析,答案 1.78104 N,(2)在最高点对桥面的压力等于零时,车的速度大小是多少?,答案,解析,答案 30 m/s,解析 对桥面的压力等于零时,向心力Fmg,所以此时轿车的速度大小,二、“旋转秋千”,“旋转秋千”的运动可简化为圆锥摆模型(如图7所示), 当小球在水平面内做匀速圆周运动时,回答下列问题: (1)小球受到几个力的作用?什么力提供小球做圆周运 动的向心力? 答案 受重
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- 教科版高一 物理 必修 课件 2.3 圆周运动 实例 分析
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