【人教版物理】《圆周运动》PPT下载2

FN=G
人教版（2019）高中物理必修2-6.4 生活中的圆周运动-课件(共30张PPT )
当堂练习
◆圆周运动(Circular motion)
生 1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧， 活 途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是( )
中 的
A. a处 B. bD处 C. c处
D. d处
背景问题1：火车转弯
◆圆周运动(Circular motion)
生
1、铁路的弯道
活
中 的
(1)内外轨道一样高时转弯
FN
圆
周
运
动
GF
F m v2 r
外轨对轮缘的弹力F提供向 心力F=F向
火车车轮受三个力：重力 、支持力、外轨对轮缘的 弹力.
怎么办?
由于该弹力是由轮 缘和外轨的挤压产 生的，且由于火车 质量很大，故轮缘 和外轨间的相互作 用力很大，易损坏 铁轨。
2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？
【解】G和FN的合力提供汽车做圆周运动的向心力，
FN
由牛顿第二定律得：
v2 FN G m r
v
m
v2
FN G m r G
G
可见汽车的速度V越大，对桥的压力越大。
由于加速度ａ的方向竖直向上，属超重现象。
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BC
(
)
A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和 向心力
B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力 C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D.汽车对桥面的压力大于汽车的重力
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当 v 时g汽r 车对桥的压力为零。（临界速度）
由于加速度ａ竖直向下，属失重现象。
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当ｖ大于ｖ临界时，汽车做什么运动？
N
m
v
G
飞离桥面做平抛运 动！
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思考与讨论
思考地与球讨可论以看做一个巨 大的拱形桥，桥面的半径 就是地球的半径。会不会 出现这样的情况：速度大 到一定程度时，地面对车 的支持力是零？这时驾驶 员与座椅之间的压力是多 少？……
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背景问题1：火车转弯
◆圆周运动(Circular motion)
生
铁路的弯道
活
中
(2) 外轨高内轨低时转弯
的
mg
tan
v2 m
圆
r
周
mg sin m v2
运
r
动
mg h m v2
L
r
v ghr L
θ很小时,sinθ≈tanθ
N
此为火车转弯
Fn
r
时的设计速度
θ
G
L
h
θ
思考:
(1)如果v行驶>v设计，情况如何? (2)如果v行驶<v设计，情况如何?
生活中的圆周运动
知识回顾
物体做圆周运动时，必须有力提供 向心力是按效果命名的力
向心力的特点
• 方向 • 总是指向圆心, 作用效果只改变速度的方向 • 由物体在半径方向的合力提供
• 大小：
Fn
m
v2 r
向心力
F = m v2
r
提供物体做 圆周运动的力
物体作圆周运动 的条件
物体做圆周运动所需 的力
由物体受力情况决定
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背景问题2：汽车过桥
◆圆周运动(Circular motion)
汽车过桥问题
生 黄石长江大桥
活 中 的 圆 周 运 动
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背景问题1：火车转弯
v0
ghr L
当v=v0时： 轮缘不受侧向压力，最安
F弹F弹
全的转弯速度 当v>v0时：
铁路弯道处超速是火车脱轨和翻 车的主要原因
轮缘受到外轨向内的挤压力，外轨易损坏。
当v<v0时： 轮缘受到内轨向外的挤压力，内轨易损坏。
圆
周
运
a
c
动
bBiblioteka Baidu
d
可能飞离路面的地段应是？
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2.如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的
受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是
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◆圆周运动(Circular motion)
生 汽车过桥问题小结
活 中 的 圆 周 运 动
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G FN
m v2 r
FN
G
v2 m
r
由物体的运动情况决定
牛顿第二定律F=ma的应用
“供需”平衡 物体做圆周运动
本节课 从“供” “需”两方面研究生活中做圆周运动的物体
背景问题1：火车转弯
◆圆周运动(Circular motion)
生
铁路的弯道
活 中
火车车轮的构造
的
火车车轮有突出
圆
的轮缘
周
运
动
请思考：列车的脱轨、翻车事故容易出现在什么地方？ 铁路的弯道处
背景问题3：航天器中的失重现象
假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球 做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径r，航天
员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等
于他们在地面上的重力mg。试求座舱对宇航员的支持力 为零时飞船的速度多大？通过求解，你可以判断此时的 宇航员处于什么状态（超重或失重）。
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汽车过桥问题
1.求汽车以速度v过半径为r 的拱桥最高点时对拱桥的压力？
【解】G和FN的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛
泸 顿第二定律得：
定
G FN
m v2 r
桥 v2 FN G m r
可见汽车的速度越大对桥的压力越小。