生活中的圆周运动-人教版-必修2省公开课一等奖全国示范课微课金奖PPT课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,6.8 生活中圆周运动,杭州市试验外国语学校,第1页,当 时，压力F,N,为零,。,汽车处于完全失重状态,一、凸桥,G,F,N,v,第2页,v,F,N,G,F,N,G，,二、凹桥,第3页,研究与讨论,1、若速度过快，汽车做何种运动？,提供向心力不足，做离心运动，离开桥面做平抛运动,2、有没有可能做这么运动？若可能应满足怎样条件？,G,F,N,第4页,思索与讨论：,地球能够看做一个巨大拱形桥，桥面半径就是地球半径。会不会出现这么情况：速度大到一定程度时，地面对车支持力是零？这时驾驶员与座椅之间压力是多少？,第5页,mg,F,N,依据牛顿第二定律：,第6页,地球能够看作一个巨大拱型桥，其半径就是地球半径,R（,R=6400km,），,若汽车不停加速，则地面对它支持力就会变小，汽车速度多大时，支持力会变成,零,？,此时司机处于,完全失重状态。,第7页,三.航天器中失重现象,在绕地球做匀速圆周运动宇宙飞船中宇航员，除了地球引力外，还可能受到飞船座舱对他支持力F,N,由,得,当时,座舱对他支持力F,N,=0,航天员处于完全失重状态,第8页,向心、圆周、离心运动,“供”“需”是否平衡,决定物体做何种运动,供,提供物体做圆周运动力,需,物体做匀速圆周运动所需力,F=,匀速圆周运动,F,向心运动,第9页,问题、汽车转弯，情况怎样呢？,假如汽车速度很大，会出现什么情况呢？有什么处理办法？,第10页,汽车转弯时办法：,把转弯处道路修成外高内低。,第11页,第12页,轮缘,铁轨,(轨距),火车转弯,1、火车做匀速直线运动和匀速转弯运动状态是否相同？,第13页,G,F,N,F,弹,2、火车在转弯时，若内外轨是相平，铁轨怎样对火车提供水平方向向心力？,a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘弹力。,b：,外轨对轮缘水平弹力提供火车转弯向心力。,第14页,轮缘与外轨间相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！,3、外轨对轮缘水平弹力提供火车转弯向心力，这种方法在实际中可取吗？为何？,例1、火车速度为30m/s，弯道半径R=900m，火车质量m=810,5,kg，转弯时轮缘对轨道侧向弹力多大？,第15页,让重力和支持力协力提供向心力，来降低外轨对轮缘挤压。,F,N,G,o,F,4、为了减轻铁轨受损程度，你能提出一些可行方案吗？,第16页,例2、若火车质量为m，转弯半径为r，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为,，请问火车速度为多大？,(,L,H,第17页,知,:当,v,=,v,0,时：,当,v,v,0,时：,当,v,G，,二、凹桥,小结,一、火车转弯,:,第20页,当 时，压力F,N,为零,。,航天员处于完全失重状态,三、凸桥,G,F,N,v,第21页,68 问题与练习参考解答：,1.解,：,小螺丝钉做匀速圆周运动所需要,向心力F由转盘提供，,依据牛顿第三运动定律，小螺丝钉将给转盘向外作用力，转盘在这个力作用下，将对转轴产生作用力，大小也是F。,F=m r 4,2,n,2,=78 877N=,2.解：,假设汽车不发生侧滑，完全由,静摩擦力提供向心力。,而需要向心力最大值，依据牛顿第二运动定律，为,：,F=m v,2,/r=1.610,4,N1.410,4,N,所以静摩擦力不足以提供对应向心力，汽车以72Km/h速度拐弯时，,将会发生侧滑,第22页,3.解,：（1）汽车在桥顶部做圆周运动，重力G和支持力F,N,协力提供向心力，即 GF,N,=m v,2,/r,得汽车所受支持力F,N,=Gm v,2,/r=7440N,依据牛顿第三运动定律得，汽车对桥顶压力大小也是7440N。,（2）依据题意，汽车对桥顶没有压力时，即F,N,=0，对应速度为V，=22.1m=79.6Km/h。,（3）汽车在桥顶做圆周运动，重力G和支持力F,N,协力提供向心力，,即,GF,N,=m v,2,/r,，,汽车所受支持力,F,N,=Gm v,2,/r，,对于相同行驶速度，拱桥圆弧半径越大，桥面所受压力越大，汽车行驶越安全。,（4）依据第二问结果，对应速度为V,0,，,得V,0,=7.9Km/s,第23页,4.解,：,设小孩质量为m，小孩到绳子悬点距离为L，小孩运动到最低点速度大小为v，小孩在最低点受到支持力为F,N,。将最低点重力势能定为0，以最高点为初状态，依据机械能守恒定律,(,或动能定理,),得,:,mgL(1-cos60)=m v,2,/2,依据牛顿运动定律得,:,F,N,mg=m v,2,/L,解得,F,N,=mg 1+2(1-cos60)=2mg=490N,依据牛顿第三运动定律可知，秋千板摆到电低点时,，,小孩对秋千板,压力大小为490N。,第24页,5.解：,设物体质量为m，物体运动到圆轨道最高点速度为v，受到圆轨道压力为F,N,。将物体在圆轨道最高点重力势能定为0，以开始滚下点点为初状态，,依据机械能守恒定律得,mg(h2R)=m v,2,/2,依据牛顿运动定律得，,F,N,+mg=m v,2,/R,解得 h=,因为F,N,0，所以h5R/2,即,h最少为2.5R,。,第25页,第26页,