人教版高中物理《圓周運(yùn)動(dòng)》課件

第四節(jié)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

在此輸入您的封面副標(biāo)題第一頁，共23頁。第四節(jié)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

在此輸入您的封面副標(biāo)題第一頁，共1學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原因。2.能定量分析汽車過拱形橋最高點(diǎn)和凹形橋最低點(diǎn)的壓力問題。3.知道航天器中的失重現(xiàn)象的本質(zhì)。4.知道離心運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。5.會(huì)用牛頓第二定律分析圓周運(yùn)動(dòng)。6.進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)力與物體的慣性對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化所起的作用。第二頁，共23頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原因。第二頁，共22

早在公元前6世紀(jì)，古希臘的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派就認(rèn)為：“一切立體圖形中最美的是球體，一切平面圖形中最美的是圓形?！?/p>

“天體至圓，萬物做到極精妙者，無有不圓。圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極?！?/p>

——（清）張英《聰訓(xùn)齋語》第三頁，共23頁。早在公元前6世紀(jì)，古希臘的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派就認(rèn)為3火車轉(zhuǎn)彎--水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)觀察：火車車輪的構(gòu)造。思考：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由哪些力提供的？第四頁，共23頁?；疖囖D(zhuǎn)彎--水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)觀察：火車車輪的構(gòu)造。第四頁，4第五頁，共23頁。第五頁，共23頁。5車輪的構(gòu)造：第六頁，共23頁。車輪的構(gòu)造：第六頁，共23頁。6當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)火車受力垂直軌道面的支持力NN火車向心力的來源由G和N的合力提供hqG豎直向下的重力G第七頁，共23頁。當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)火車受力垂直軌道面的支持力NN火車向心力的71、軌道對(duì)輪緣無擠壓，此時(shí)火車的速度為多大？θFNGOF合F合＝mgtanθθ限定速度臨界速度：第八頁，共23頁。1、軌道對(duì)輪緣無擠壓，此時(shí)火車的速度為多大？θFNGOF合F8能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原因。火車轉(zhuǎn)彎--水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)知道離心運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。思考：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由哪些力提供的？“天體至圓，萬物做到極精妙者，無有不圓。內(nèi)軌對(duì)輪緣產(chǎn)生向外的彈力。知道離心運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。水從筒中甩出是因?yàn)樗问艿诫x心力作用（1）試計(jì)算鐵軌受到的側(cè)壓力大??；外軌對(duì)輪緣產(chǎn)生向內(nèi)的彈力。3、［多選］洗衣機(jī)的脫水筒采用電機(jī)帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正確的是（）圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極。思考：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由哪些力提供的？1、軌道對(duì)輪緣無擠壓，此時(shí)火車的速度為多大？（）1、當(dāng)時(shí)，在最高點(diǎn)速度可以為0進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)力與物體的慣性對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化所起的作用。如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，另一端可繞過O點(diǎn)的光滑水平軸在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求：可通過最高點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)火車行駛速率v>v規(guī)定當(dāng)火車行駛速率v>v規(guī)定時(shí)

當(dāng)火車行駛速率v<v規(guī)定時(shí)GNN′火車行駛速率v<v規(guī)定GNN′外軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力內(nèi)軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力第九頁，共23頁。能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原因。火車行駛速率v>v規(guī)定當(dāng)火9GFNθF<1、當(dāng)時(shí)，O外軌對(duì)輪緣產(chǎn)生向內(nèi)的彈力。F第十頁，共23頁。GFNθF<1、當(dāng)時(shí)，O外軌對(duì)輪10GFNθ2、當(dāng)時(shí)，F(xiàn)>O內(nèi)軌對(duì)輪緣產(chǎn)生向外的彈力。F第十一頁，共23頁。GFNθ2、當(dāng)時(shí)，F(xiàn)>O內(nèi)軌對(duì)輪11其他交通工具的轉(zhuǎn)彎：第十二頁，共23頁。其他交通工具的轉(zhuǎn)彎：第十二頁，共23頁。12第十三頁，共23頁。第十三頁，共23頁。13汽車過拱形橋[想一想]：如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過拱形橋的最高點(diǎn)的時(shí)候，路面受到的壓力大小還等于重力嗎？第十四頁，共23頁。汽車過拱形橋[想一想]：如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過14vFNG

FN>G，即汽車對(duì)橋的壓力大于其所受重力，處于超重狀態(tài)。2、汽車過凹橋，在最低點(diǎn)時(shí)，車對(duì)凹橋的壓力怎樣？1、汽車靜止在橋上與通過橋時(shí)的狀態(tài)是否相同？第十五頁，共23頁。vFNGFN>G，即汽車對(duì)橋的壓力大于其所受重力，處于超重15圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極。[想一想]：如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過拱形橋的最高點(diǎn)的時(shí)候，路面受到的壓力大小還等于重力嗎？圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極。1、軌道對(duì)輪緣無擠壓，此時(shí)火車的速度為多大？思考：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由哪些力提供的？圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極?；疖囖D(zhuǎn)彎--水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，另一端可繞過O點(diǎn)的光滑水平軸在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求：1、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個(gè)物體一起運(yùn)動(dòng)，物體所受向心力是FN>G，即汽車對(duì)橋的壓力大于其所受重力，處于超重狀態(tài)。加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，脫水效果會(huì)更好2、汽車過凹橋，在最低點(diǎn)時(shí)，車對(duì)凹橋的壓力怎樣？同類問題：管形軌道模型3、［多選］洗衣機(jī)的脫水筒采用電機(jī)帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正確的是（）3、［多選］洗衣機(jī)的脫水筒采用電機(jī)帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正確的是（）知道離心運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止?？赏ㄟ^最高點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)觀察：火車車輪的構(gòu)造。C．靜摩擦力D．滑動(dòng)摩擦力在最高點(diǎn)速度可以為0vGFN

FN<G

即汽車對(duì)橋的壓力小于其所受重力，處于失重狀態(tài)。

3、汽車過凸橋時(shí)，在最高點(diǎn)時(shí)，車對(duì)凸橋的壓力又怎樣？第十六頁，共23頁。圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極16G最高點(diǎn)FN第十七頁，共23頁。G最高點(diǎn)FN第十七頁，共23頁。17“桿球”模型如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，另一端可繞過O點(diǎn)的光滑水平軸在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求：第十八頁，共23頁?！皸U球”模型如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，18桿連著的小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（在光滑管內(nèi)運(yùn)動(dòng)）特點(diǎn)：桿既能對(duì)小球產(chǎn)生拉力，又能產(chǎn)生支持力，在最高點(diǎn)速度可以為0vR可通過最高點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)桿對(duì)球有拉力桿對(duì)球有支持力桿對(duì)球無作用力同類問題：管形軌道模型第十九頁，共23頁。桿連著的小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（在光滑管內(nèi)運(yùn)動(dòng)）特點(diǎn)：桿19練一練1、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個(gè)物體一起運(yùn)動(dòng)，物體所受向心力是（）A．重力B．彈力C．靜摩擦力D．滑動(dòng)摩擦力B第二十頁，共23頁。練一練1、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個(gè)物體一起202、

有一列重為100t的火車，以72km/h的速率勻速通過一個(gè)內(nèi)外軌一樣高的彎道，軌道半徑為400m。（g取10m/s2）（1）試計(jì)算鐵軌受到的側(cè)壓力大?。唬?）若要使火車以此速率通過彎道，且使鐵軌受到的側(cè)壓力為零，我們可以適當(dāng)傾斜路基，試計(jì)算路基傾斜角度θ的正切值。第二十一頁，共23頁。2、有一列重為100t的火車，以72km/h的速率勻213、［多選］洗衣機(jī)的脫水筒采用電機(jī)帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正確的是（）A.水從筒中甩出是因?yàn)樗问艿诫x心力作用B.脫水過程中，大部分衣物緊貼筒壁C.加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，脫水效果會(huì)更好D.靠近中心的衣物脫水效果不如四周的衣物脫水效果好

BCD第二十二頁，共23頁。3、［多選］洗衣機(jī)的脫水筒采用電機(jī)帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下22謝謝第二十三頁，共23頁。謝謝第二十三頁，共23頁。23第四節(jié)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

在此輸入您的封面副標(biāo)題第一頁，共23頁。第四節(jié)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

在此輸入您的封面副標(biāo)題第一頁，共24學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原因。2.能定量分析汽車過拱形橋最高點(diǎn)和凹形橋最低點(diǎn)的壓力問題。3.知道航天器中的失重現(xiàn)象的本質(zhì)。4.知道離心運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。5.會(huì)用牛頓第二定律分析圓周運(yùn)動(dòng)。6.進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)力與物體的慣性對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化所起的作用。第二頁，共23頁。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原因。第二頁，共225

早在公元前6世紀(jì)，古希臘的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派就認(rèn)為：“一切立體圖形中最美的是球體，一切平面圖形中最美的是圓形?！?/p>

“天體至圓，萬物做到極精妙者，無有不圓。圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極。”

——（清）張英《聰訓(xùn)齋語》第三頁，共23頁。早在公元前6世紀(jì)，古希臘的畢達(dá)哥拉斯學(xué)派就認(rèn)為26火車轉(zhuǎn)彎--水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)觀察：火車車輪的構(gòu)造。思考：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由哪些力提供的？第四頁，共23頁?；疖囖D(zhuǎn)彎--水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)觀察：火車車輪的構(gòu)造。第四頁，27第五頁，共23頁。第五頁，共23頁。28車輪的構(gòu)造：第六頁，共23頁。車輪的構(gòu)造：第六頁，共23頁。29當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)火車受力垂直軌道面的支持力NN火車向心力的來源由G和N的合力提供hqG豎直向下的重力G第七頁，共23頁。當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)火車受力垂直軌道面的支持力NN火車向心力的301、軌道對(duì)輪緣無擠壓，此時(shí)火車的速度為多大？θFNGOF合F合＝mgtanθθ限定速度臨界速度：第八頁，共23頁。1、軌道對(duì)輪緣無擠壓，此時(shí)火車的速度為多大？θFNGOF合F31能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原因?；疖囖D(zhuǎn)彎--水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)知道離心運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。思考：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由哪些力提供的？“天體至圓，萬物做到極精妙者，無有不圓。內(nèi)軌對(duì)輪緣產(chǎn)生向外的彈力。知道離心運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止。水從筒中甩出是因?yàn)樗问艿诫x心力作用（1）試計(jì)算鐵軌受到的側(cè)壓力大?。煌廛墝?duì)輪緣產(chǎn)生向內(nèi)的彈力。3、［多選］洗衣機(jī)的脫水筒采用電機(jī)帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正確的是（）圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極。思考：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由哪些力提供的？1、軌道對(duì)輪緣無擠壓，此時(shí)火車的速度為多大？（）1、當(dāng)時(shí)，在最高點(diǎn)速度可以為0進(jìn)一步領(lǐng)會(huì)力與物體的慣性對(duì)物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化所起的作用。如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，另一端可繞過O點(diǎn)的光滑水平軸在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求：可通過最高點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)火車行駛速率v>v規(guī)定當(dāng)火車行駛速率v>v規(guī)定時(shí)

當(dāng)火車行駛速率v<v規(guī)定時(shí)GNN′火車行駛速率v<v規(guī)定GNN′外軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力內(nèi)軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力第九頁，共23頁。能定性分析火車外軌比內(nèi)軌高的原因。火車行駛速率v>v規(guī)定當(dāng)火32GFNθF<1、當(dāng)時(shí)，O外軌對(duì)輪緣產(chǎn)生向內(nèi)的彈力。F第十頁，共23頁。GFNθF<1、當(dāng)時(shí)，O外軌對(duì)輪33GFNθ2、當(dāng)時(shí)，F(xiàn)>O內(nèi)軌對(duì)輪緣產(chǎn)生向外的彈力。F第十一頁，共23頁。GFNθ2、當(dāng)時(shí)，F(xiàn)>O內(nèi)軌對(duì)輪34其他交通工具的轉(zhuǎn)彎：第十二頁，共23頁。其他交通工具的轉(zhuǎn)彎：第十二頁，共23頁。35第十三頁，共23頁。第十三頁，共23頁。36汽車過拱形橋[想一想]：如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過拱形橋的最高點(diǎn)的時(shí)候，路面受到的壓力大小還等于重力嗎？第十四頁，共23頁。汽車過拱形橋[想一想]：如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過37vFNG

FN>G，即汽車對(duì)橋的壓力大于其所受重力，處于超重狀態(tài)。2、汽車過凹橋，在最低點(diǎn)時(shí)，車對(duì)凹橋的壓力怎樣？1、汽車靜止在橋上與通過橋時(shí)的狀態(tài)是否相同？第十五頁，共23頁。vFNGFN>G，即汽車對(duì)橋的壓力大于其所受重力，處于超重38圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極。[想一想]：如果汽車在拱形橋上，以某一速度v通過拱形橋的最高點(diǎn)的時(shí)候，路面受到的壓力大小還等于重力嗎？圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極。1、軌道對(duì)輪緣無擠壓，此時(shí)火車的速度為多大？思考：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由哪些力提供的？圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極?；疖囖D(zhuǎn)彎--水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，另一端可繞過O點(diǎn)的光滑水平軸在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求：1、如圖所示，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒內(nèi)壁上緊靠著一個(gè)物體一起運(yùn)動(dòng)，物體所受向心力是FN>G，即汽車對(duì)橋的壓力大于其所受重力，處于超重狀態(tài)。加快脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，脫水效果會(huì)更好2、汽車過凹橋，在最低點(diǎn)時(shí)，車對(duì)凹橋的壓力怎樣？同類問題：管形軌道模型3、［多選］洗衣機(jī)的脫水筒采用電機(jī)帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正確的是（）3、［多選］洗衣機(jī)的脫水筒采用電機(jī)帶動(dòng)衣物旋轉(zhuǎn)的方式脫水，下列說法中正確的是（）知道離心運(yùn)動(dòng)及其產(chǎn)生條件，了解離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止?？赏ㄟ^最高點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)觀察：火車車輪的構(gòu)造。C．靜摩擦力D．滑動(dòng)摩擦力在最高點(diǎn)速度可以為0vGFN

FN<G

即汽車對(duì)橋的壓力小于其所受重力，處于失重狀態(tài)。

3、汽車過凸橋時(shí)，在最高點(diǎn)時(shí)，車對(duì)凸橋的壓力又怎樣？第十六頁，共23頁。圣人之德，古今之至文、法帖，以至一藝一術(shù)，必極圓而后登峰造極39G最高點(diǎn)FN第十七頁，共23頁。G最高點(diǎn)FN第十七頁，共23頁。40“桿球”模型如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，另一端可繞過O點(diǎn)的光滑水平軸在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求：第十八頁，共23頁?！皸U球”模型如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定一質(zhì)量為m的小球，41桿連著的小球在豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（在光滑管內(nèi)運(yùn)動(dòng)）特點(diǎn)：桿既能對(duì)小球產(chǎn)生拉力，又能產(chǎn)生支持力，在最高點(diǎn)速度可以為0vR可通過最高點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)