人教版生活中的圆周运动圆周运动优质课件内容完整.pptx(课件中无音视频)
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1、#目录CONTENTSPPT模板: 失重现象、离心现象和物体做离心运动的条件。失重现象、离心现象和物体做离心运动的条件。科学思维科学思维1.通过观察模型了解火车车轮的特点,会分析火车转弯时向心力的通过观察模型了解火车车轮的特点,会分析火车转弯时向心力的来源。来源。2.通过对向心力公式的推导分析汽车过拱形桥和凹形路面的最低点通过对向心力公式的推导分析汽车过拱形桥和凹形路面的最低点时的受力、理解航天器中的失重现象。时的受力、理解航天器中的失重现象。科学态度科学态度与责任与责任分析生产、生活和航天科技中的圆周运动现象,培养学生运用概念、分析生产、生活和航天科技中的圆周运动现象,培养学生运用概念、规律
2、解释现象和解决问题的能力,增强责任心和使命感。规律解释现象和解决问题的能力,增强责任心和使命感。#知识点一火车转弯知识点一火车转弯观图助学观图助学火车转弯时外轨与内轨的高度一样吗?火车转弯的向心力来源是什么?火车的车轮火车转弯时外轨与内轨的高度一样吗?火车转弯的向心力来源是什么?火车的车轮设计有什么特点?设计有什么特点?#1.火车在弯道上的运动特点火车在弯道上的运动特点:火车转弯时实际是在做火车转弯时实际是在做_,因而具有因而具有_加加速度速度,由于其质量巨大由于其质量巨大,需要很大的向心力需要很大的向心力.2.向心力的来源向心力的来源(1)如果铁路弯道的内外轨一样高如果铁路弯道的内外轨一样高
3、,火车转弯时火车转弯时,外侧车轮的轮缘挤压外轨外侧车轮的轮缘挤压外轨,使外轨发生使外轨发生_,外轨对轮缘的外轨对轮缘的_是火车转弯所需是火车转弯所需_的主要来源的主要来源(如如图所示图所示).圆周运动圆周运动向心向心弹性形变弹性形变弹力弹力向心力向心力#(2)如果在弯道处使外轨略高于内轨如果在弯道处使外轨略高于内轨(如图所示如图所示),火车转弯时铁轨对火车的支持力火车转弯时铁轨对火车的支持力FN的方向不再是的方向不再是_的的,而是斜向而是斜向_的内侧的内侧,它与重力它与重力G的合力指向圆心的合力指向圆心,为为火车转弯提供了一部分向心力火车转弯提供了一部分向心力.适当选择内外轨的适当选择内外轨的
4、_差差,使转弯时所需的向心力几乎完全由重力使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G和支持力和支持力FN的的_来提供来提供.竖直竖直弯道弯道高度高度合力合力#思考判断思考判断(1)火车弯道的半径很大火车弯道的半径很大,故火车转弯需要的向心力很小故火车转弯需要的向心力很小.()(2)火车转弯时的向心力一定是重力与铁轨支持力的合力提供的火车转弯时的向心力一定是重力与铁轨支持力的合力提供的.()(3)火车通过弯道时必须按规定速度行驶火车通过弯道时必须按规定速度行驶.()火车车轮的特点火车车轮的特点火车的车轮有凸出的轮缘火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨上运行时火车在铁轨上运行时,车轮与铁轨有水平与竖直两个
5、接触车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面面,这种结构特点这种结构特点,主要是避免火车运行时脱轨主要是避免火车运行时脱轨,如图所示如图所示.#知识点二汽车过拱形桥知识点二汽车过拱形桥观图助学观图助学同一辆汽车先后经过凹形区域和凸形区域同一辆汽车先后经过凹形区域和凸形区域,在哪一区域汽车对地面的压力更大?在哪一区域汽车对地面的压力更大?#汽车过拱形桥与凹形路面的比较汽车过拱形桥与凹形路面的比较GFNFNG#越小越小越大越大#思考判断思考判断(1)汽车驶过拱形桥最高点汽车驶过拱形桥最高点,对桥的压力可能等于零对桥的压力可能等于零.()(2)汽车过拱形桥或凹形路面时汽车过拱形桥或凹形路面时,向心加速度的方
6、向都是竖直向上的向心加速度的方向都是竖直向上的.()(3)汽车驶过凹形路面最低点时汽车驶过凹形路面最低点时,对路面的压力一定大于重力对路面的压力一定大于重力.()拱形桥拱形桥 凹形路面凹形路面#知识点三航天器中的失重现象知识点三航天器中的失重现象mgFN完全失重完全失重#思考判断思考判断(1)绕地球运动的航天器中的物体因摆脱了地球引力而漂浮起来绕地球运动的航天器中的物体因摆脱了地球引力而漂浮起来.()(2)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物体均处于完全失重状绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物体均处于完全失重状态态.()#知识点四离心运动知识点四离心运动观图助学观图助学(
7、1)摩托车赛车过弯道时为什么向内侧倾斜?车速过快容易向哪一侧甩出去?摩托车赛车过弯道时为什么向内侧倾斜?车速过快容易向哪一侧甩出去?(2)滑雪运动员过弯道时为什么向内侧倾斜?更容易向哪一侧甩出去?滑雪运动员过弯道时为什么向内侧倾斜?更容易向哪一侧甩出去?(3)在游乐园里玩在游乐园里玩“魔盘魔盘”游戏的人游戏的人,为什么会被抛到盘的边缘地带?为什么会被抛到盘的边缘地带?#1.定义定义:物体沿切线飞出或做物体沿切线飞出或做_圆心的运动圆心的运动.2.原因原因:向心力突然消失或合力不足以提供向心力突然消失或合力不足以提供_.3.应用应用:洗衣机的洗衣机的_,制作无缝钢管、水泥管道、水泥电线杆等制作无
8、缝钢管、水泥管道、水泥电线杆等.思考判断思考判断(1)做离心运动的物体沿半径方向远离圆心做离心运动的物体沿半径方向远离圆心.()(2)做圆周运动的物体突然失去向心力时沿切线方向远离圆心做圆周运动的物体突然失去向心力时沿切线方向远离圆心.()(3)做圆周运动的物体只有突然失去向心力时才做离心运动做圆周运动的物体只有突然失去向心力时才做离心运动.()逐渐远离逐渐远离所需的向心力所需的向心力脱水筒脱水筒#在转弯的地方在转弯的地方,汽车的行驶速度不允许超过限定的值汽车的行驶速度不允许超过限定的值,以免因为离心运动造成交以免因为离心运动造成交通事故通事故被雨伞甩出的雨滴做离心运动被雨伞甩出的雨滴做离心运
9、动#核心要点一铁路的弯道问题核心要点一铁路的弯道问题1.火车车轮的特点火车车轮的特点:火车的车轮有凸出的轮缘火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨上运行时火车在铁轨上运行时,车轮与铁车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面轨有水平与竖直两个接触面.这种结构特点这种结构特点,主要是避免火车运行时脱轨主要是避免火车运行时脱轨,如如图所示图所示.#2.圆周平面的特点圆周平面的特点:弯道处外轨高于内轨弯道处外轨高于内轨,但火车在行驶过程中但火车在行驶过程中,重心高度不变重心高度不变,即火车的即火车的重心轨迹在同一水平面内重心轨迹在同一水平面内,火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心火车的向心加速度和向心力均沿
10、水平面指向圆心.3.向心力的来源分析向心力的来源分析:火车速度合适时火车速度合适时,火车受重力和支持力作用火车受重力和支持力作用,火车转弯所需的向心火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供力完全由重力和支持力的合力提供,合力沿水平方向合力沿水平方向,大小大小Fmgtan.#5.轨道压力分析轨道压力分析(1)当火车行驶速度当火车行驶速度v等于规定速度等于规定速度v0时时,所需向心力仅由重力和弹力的合力提供所需向心力仅由重力和弹力的合力提供,此时此时火车对内、外轨道无挤压作用火车对内、外轨道无挤压作用.(2)当火车行驶速度当火车行驶速度v与规定速度与规定速度v0不相等时不相等时,火车所需向
11、心力不再仅由重力和弹力的火车所需向心力不再仅由重力和弹力的合力提供合力提供,此时内、外轨道对火车轮缘有挤压作用此时内、外轨道对火车轮缘有挤压作用,具体情况如下具体情况如下:当火车行驶速度当火车行驶速度vv0时时,外轨道对轮缘有侧压力外轨道对轮缘有侧压力.当火车行驶速度当火车行驶速度vv0时时,内轨道对轮缘有侧压力内轨道对轮缘有侧压力.#试题案例试题案例例例1(多选多选)火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动,当火车以当火车以 通过时通过时,内、外内、外轨道均不受侧向挤压轨道均不受侧向挤压,如图如图.现要降低火车转弯时的现要降低火车转弯时的 ,需对铁路进行改造需对铁
12、路进行改造,从理从理论上讲以下措施可行的是论上讲以下措施可行的是()火车以规定速度通过弯道时火车以规定速度通过弯道时,火车的重火车的重力和支持力的合力提供向心力力和支持力的合力提供向心力.规定速度规定速度规定速度规定速度A.减小内、外轨的高度差减小内、外轨的高度差 B.增加内、外轨的高度差增加内、外轨的高度差C.减小弯道半径减小弯道半径 D.增大弯道半径增大弯道半径#解析当火车以规定速度通过弯道时解析当火车以规定速度通过弯道时,火车的重力和支持力的火车的重力和支持力的合力提供向心力合力提供向心力,如图所示如图所示:答案答案AC#【误区警示误区警示】火车转弯问题的两点注意火车转弯问题的两点注意(
13、1)合外力的方向合外力的方向:火车转弯时火车转弯时,火车所受合外力沿水平方向指向圆心火车所受合外力沿水平方向指向圆心,而不是沿轨道而不是沿轨道斜面向下斜面向下.因为火车转弯的圆周平面是水平面因为火车转弯的圆周平面是水平面,不是斜面不是斜面,所以火车的向心力即合外力所以火车的向心力即合外力应沿水平面指向圆心应沿水平面指向圆心.(2)规定速度的唯一性规定速度的唯一性:火车轨道转弯处的规定速率一旦确定则是唯一的火车轨道转弯处的规定速率一旦确定则是唯一的,火车只有按火车只有按规定的速率转弯规定的速率转弯,内外轨才不受火车的挤压作用内外轨才不受火车的挤压作用.速率过大时速率过大时,由重力、支持力及外轨由
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