高中物理優(yōu)化指導-課件:5-7《生活中的圓周運動》(人教版必修2)
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,歡迎進入物理課堂,第七節(jié)生活中的圓周運動,1.學會分析圓周運動的方法,會分析彎道、拱形橋等實際的例子.2.知道豎直面內(nèi)圓周運動中的超重、失重現(xiàn)象.3.知道什么是離心現(xiàn)象,知道物體做離心運動的條件.,一、鐵路的彎道1.火車轉(zhuǎn)彎時的特點:火車轉(zhuǎn)彎時實際是在做圓周運動,因而具有,需要.2.向心力的來源(1)如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高,則由提供向心力,這樣,鐵軌和車輪極易受損.,向心加速度,向心力,外軌道對輪緣的彈力,(2)如果轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌,火車轉(zhuǎn)彎時火車受力如圖所示,此時鐵軌對火車的支持力不再是豎直的,而是,它與重力的合力指向,為火車轉(zhuǎn)彎提供了一部分向心力,減輕了輪緣與外軌的擠壓.適當設計內(nèi)外軌的高度差,火車以規(guī)定的速度行駛時,轉(zhuǎn)彎時所需的向心力幾乎完全由來提供.,斜向彎道內(nèi)側(cè),圓心,重力與支持力的合力,重力,支持力,mg-FN,小于,FN-mg,大于,mg-FN,完全失重,無壓力,2.對失重現(xiàn)象的認識航天器內(nèi)的任何物體都處于狀態(tài),但并不是物體不受重力.正因為受到重力作用才使航天器連同其中的乘員.四、離心運動1.定義:物體沿切線飛出或做逐漸的運動.2.原因:向心力突然消失或外力不足以提供所需.,完全失重,做圓周運動,遠離圓心,向心力,洗好的衣服放在洗衣機脫水筒時,水并不會自動脫出,只有當洗衣筒高速轉(zhuǎn)動時,濕衣服的水才會脫出.為什么?從衣服上脫出的小水珠怎樣運動?提示:當脫水筒高速轉(zhuǎn)動時,濕衣服在筒內(nèi)做圓周運動.當衣服與水之間的黏附力不足以提供向心力時,水珠做離心運動,水珠脫離衣服.做離心運動的水珠沿圓周切線飛出.,一、火車轉(zhuǎn)彎1.火車彎道的建設特點在實際的火車轉(zhuǎn)彎處,讓外軌高于內(nèi)軌,如圖所示.,2.明確圓周平面雖然外軌高于內(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,重心的高度不變,即火車重心的軌跡在同一水平面內(nèi).故火車的圓周運動平面是水平面,而不是斜面.即火車的向心加速度和向心力均是沿水平面而指向圓心.,3.速度與軌道壓力的關(guān)系(1)當火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時,所需向心力僅由重力和彈力的合力提供,此時內(nèi)外軌道對火車無擠壓作用.(2)當火車行駛速度v與規(guī)定速度v0不相等時,火車所需向心力不再僅有重力和彈力的合力提供,此時內(nèi)外軌道對火車輪緣有擠壓作用,具體情況如下:①當火車行駛速度v>v0時,外軌道對輪緣有側(cè)壓力.②當火車行駛速度v<v0時,內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力.,二、汽車過拱形橋和凹形橋的比較,,,三、對離心運動的理解1.離心運動的實質(zhì)離心運動是物體逐漸遠離圓心的一種物理現(xiàn)象,它的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn).做圓周運動的物體,總是有沿著圓周切線飛出去的趨向,之所以沒有飛出去,是因為受到向心力作用的緣故.從某種意義上說,向心力的作用是不斷地把物體從圓周運動的切線方向拉到圓周上來.一旦作為向心力的合外力突然消失,物體就會沿切線方向飛出去.,2.物體做離心運動的條件:做圓周運動的物體,一旦提供向心力的外力突然消失,或者外力不能提供足夠的向心力時,物體做遠離圓心的運動,即離心運動.3.離心運動的受力特點:物體做離心運動并不是物體受到離心力作用,而是由于外力不能提供足夠的向心力.所謂“離心力”也是由效果命名的,實際并不存在.,鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是300m,軌距是1435mm,規(guī)定火車通過該彎道時的速度是72km/h,求內(nèi)外軌的高度差該是多大,才能使鐵軌不受輪緣的擠壓.,解析:若火車在轉(zhuǎn)彎時不與軌道擠壓,火車所受的重力和軌道對火車的支持力的合力提供向心力,火車轉(zhuǎn)彎平面是水平面.火車的受力如圖所示,作平行四邊形,根據(jù)牛頓第二定律有:,答案:0.195m,答案:C,如圖所示,質(zhì)量m=2.0104kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面,兩橋面的圓弧半徑均為20m.如果橋面承受的壓力不得超過3.0105N,則:,(1)汽車允許的最大速度是多少?(2)若以所求速度行駛,汽車對橋面的最小壓力是多少?(g取10m/s2),答案:(1)10m/s(2)105N,【針對訓練】2.一輛質(zhì)量為4t的汽車駛過一半徑為50m的凸形橋面時,始終保持5m/s的速率,汽車所受的阻力為車與橋面壓力的0.05倍,求通過橋的最高點時汽車的牽引力是多大?(g取10m/s2),答案:1900N,誤區(qū):忽視圓周運動中的超重與失重現(xiàn)象導致錯解,【正確答案】B【誤區(qū)警示】本題易誤認為支持力FN=mg,而Ff=μFN,而錯選A.要注意物體通過凹形軌道最低點時,F(xiàn)N>mg,而通過凸形軌道最高點時,F(xiàn)N<mg.,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,同學們,來學校和回家的路上要注意安全,- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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