高中物理生活中的圆周运动(3课时)精品PPT课件.ppt
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1、生活中的圆周运动学习基础学习基础做圆周运动的物体要受到指向圆心的向心力做圆周运动的物体要受到指向圆心的向心力 向心力的特点向心力的特点 方向:总是指向圆心方向:总是指向圆心 大小:大小:rTmrmrvmmvmaF2222)(向向rvmFn2最重要rmgF静静FNOOFTmgF合合MadeMadeby by LivenLivenmgFNrF静静圆圆锥锥摆摆转盘转盘滚滚筒筒经典模型经典模型分析做圆周运动的物体受力情况分析做圆周运动的物体受力情况OmgFNFfOmgFN提供向心力受力分析FfFN+mg思考:思考: 在平直轨道上匀在平直轨道上匀速行驶的火车,速行驶的火车,火车受几个力作火车受几个力作用
2、?这几个力的用?这几个力的关系如何?那火关系如何?那火车转弯时情况会车转弯时情况会有何不同呢?有何不同呢? 火车转弯时是在火车转弯时是在做圆周运动,那做圆周运动,那么是什么力提供么是什么力提供向心力?向心力?实例实例一、水平面内的圆周运动火车车轮的构造火车车轮有突出的轮缘FNFG铁路的弯道(1)内外轨道一样高时转弯火车车轮受三个力:重力、支持力、外轨对轮缘的弹力.外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向 该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的, 由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损坏铁轨.rvmF2怎么办?外轨略高于内轨外轨略高于内轨GFNF合合nFF合Rvmmg2tan火车转弯规定火
3、车转弯规定临界速度临界速度: :tanvRg临界解析:解析:重力重力G与支持力与支持力FN的合力的合力F合合是使火车转弯的向心力是使火车转弯的向心力(2) 外轨高内轨低时转弯铁路的弯道铁路的弯道 外轨略高于内轨时转弯rvmmg2tanLghrvrvmmg2sinrvmLhmg2h、r越大,火车转弯越安全GFnNhL此为火车转弯时的安全速度r思考:(1)如果v行驶v安全,情况如何?(2)如果v行驶mFmF=0“供供”“”“需需”是否平衡决定物体做何种运动是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的力需物体做匀速圆周运动所需的力rv2rv2rv2向心、圆周、离心运动“供供”“”“需需”是否平衡
4、决定物体做何种运动是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的力需物体做匀速圆周运动所需的力F=rvm2匀速圆周运动Frvm2向心运动1、离心运动的应用、离心运动的应用列车速度过快,造成翻车事故列车速度过快,造成翻车事故OF静静vOFv1 1)汽车、火车转弯时速度太快会离心运动)汽车、火车转弯时速度太快会离心运动而翻车,防止办法:减速、路面(轨道)筑而翻车,防止办法:减速、路面(轨道)筑成外高内低的斜坡。成外高内低的斜坡。2 2)转动的砂轮和飞轮限速度)转动的砂轮和飞轮限速度一、铁路的弯道一、铁路的弯道 1讨论向心力的来源。 2外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力。 3讨论
5、:为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?二、拱形桥二、拱形桥1思考:汽车过拱形桥时,对桥面的压力与重力谁大?2圆周运动中的超重、失重情况。三、航天器中的失重现象三、航天器中的失重现象四、离心运动四、离心运动1离心现象的分析与讨论。2离心运动的应用和防止。 通过本节课的学习我们知道:通过本节课的学习我们知道:小结:小结:学法指导:向心力公式的再理解Frvm2“供需供需”平衡平衡 物体做匀速圆周运动提供物体做匀速圆周运动的力物体做匀速圆周运动所需的力=从从“供供” “需需”两方面两方面研究做圆周运动的物体学法指导:研究圆周运动的要点 从“供”“需”两方面来进行研究 “供”分析物体受力,求沿半
6、径方向的合外力 “需”确定物体轨道,定圆心、找半径、用公式,求出所需向心力 “供”“需”平衡做圆周运动 “供”“需”不平衡做离心运动或向心运动1.在水平铁路转弯处,往往使外轨略高于内轨,这是为了( )A.减轻火车轮子挤压外轨B.减轻火车轮子挤压内轨C.使火车车身倾斜,利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力D.限制火车向外脱轨铁路的弯道ACD铁路的弯道2.若火车按铁路规定速率转弯时,内、外轨对车轮皆无侧向压力,则下列说法中正确的是( )A.当火车以小于规定速率转弯时,仅内轨对车轮有侧压力 B.当火车以大于规定速率转弯时,仅外轨对车轮有侧压力C.当火车以大于规定速率转弯时,内轨对车轮有侧压力 D
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