高中物理-生活中的圓周運(yùn)動(dòng)教學(xué)課件設(shè)計(jì)

§5.7生活中的圓周運(yùn)動(dòng)高中物理一年級(jí)下冊(cè)（必修二）人教版圓周運(yùn)動(dòng)的基本規(guī)律：Fn=m=mrω2=v2rman向心力是效果力，可以由一個(gè)力充當(dāng)，也可以是幾個(gè)力的合力，甚至是某一個(gè)力的分力。方向總指向圓心。v=ωrω=ω=2πfT2πan==rω2

v2r方向總指向圓心

解決圓周運(yùn)動(dòng)的一般思路:1.定軌跡平面。2.定圓心位置。3.定半徑大小。4.受力分析，找出向心力。5.應(yīng)用牛頓第二定律公式列方程合作探究一、火車(chē)拐彎誰(shuí)提供向心力2）內(nèi)外軌一樣高時(shí)什么力提供向心力？1）火車(chē)勻速轉(zhuǎn)彎時(shí)可看成做什么運(yùn)動(dòng)？在某一水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)外軌道外輪內(nèi)輪內(nèi)軌道結(jié)構(gòu)介紹

向心力F

由外側(cè)軌道對(duì)外輪的壓力提供FN3）這種設(shè)計(jì)有什么缺點(diǎn)？外軌和外輪之間的磨損大，鐵軌和車(chē)輪容易受到損壞。甚至?xí)斐筛鼑?yán)重的后果。FNmg4）有沒(méi)有好的方法解決這一問(wèn)題呢？當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)如果G和FN的合力恰好提供火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力?；疖?chē)受力分析如圖，hFL火車(chē)規(guī)定的安全行駛速度F=mgtanθ=GF遷移應(yīng)用1.火車(chē)以某一速度v通過(guò)某彎道時(shí)，內(nèi)、外軌道均不受側(cè)壓力作用，下面分析正確的是（）A.軌道半徑R=v2/gB.若火車(chē)速度大于v時(shí)，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向外C.若火車(chē)速度小于v時(shí)，外軌將受到側(cè)壓力作用，其方向平行軌道平面向內(nèi)D.當(dāng)火車(chē)質(zhì)量改變時(shí)，安全速率也將改變解析：本題考查利用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，若火車(chē)在轉(zhuǎn)彎時(shí)不受軌道擠壓，火車(chē)所受的重力和軌道對(duì)火車(chē)的支持力的合力提供向心力，受力分析如圖所示，作平行四邊形，根據(jù)牛頓第二定律有則R=v2/gtana,A不正確；若速度大于v時(shí)，所需向心力變大，重力和支持力的合力提供向心力不足，故外軌將受到側(cè)壓力的作用，方向平行于軌道平面向外，B正確；若火車(chē)速度小于v，重力和支持力的合力提供向心力過(guò)大，故內(nèi)軌將受到側(cè)壓力的作用，方向平行于軌道平面向內(nèi)，C錯(cuò)誤；通過(guò)牛頓第二定律知，安全速率與火車(chē)質(zhì)量無(wú)關(guān)，故D不正確。BFamgFN1.普通汽車(chē)轉(zhuǎn)彎FNmgFfGF？思考：賽道為什么要這樣設(shè)計(jì)？

結(jié)論：將路面傾斜的原因是讓支持力與豎直方向成一角度，這樣支持力的水平分力就可以提供部分向心力，減小靜摩擦力的負(fù)擔(dān)。質(zhì)量為m的汽車(chē)以恒定的速率v通過(guò)半徑為r的拱橋，如圖所示，求汽車(chē)在橋頂時(shí)對(duì)路面的壓力是多大？合作探究二：汽車(chē)過(guò)拱形橋mg-FN=mv2/r解：對(duì)汽車(chē)進(jìn)行受力分析由牛頓第二定律知FN=mg-mv2/r（2）討論：當(dāng)v=時(shí)，F(xiàn)N=？當(dāng)0≤v＜時(shí)，F(xiàn)N=？當(dāng)v＞時(shí),FN=？0mg-mv2/r不存在由牛頓第三定律知汽車(chē)對(duì)橋面的壓力

=FNmgFN質(zhì)量為4000kg的汽車(chē),通過(guò)半徑為40m的凸形橋頂端時(shí),對(duì)橋頂?shù)膲毫φ脼榱?則汽車(chē)的速度大小為多少。(ｇ取10m/s2)遷移應(yīng)用mg=mv2/RV=20m/s你見(jiàn)過(guò)凹形的路嗎？

汽車(chē)過(guò)凹橋

遷移應(yīng)用2.質(zhì)量為m的汽車(chē)在凹橋上以速度v前進(jìn)，橋面的圓弧半徑為r，重力加速度為g。求：汽車(chē)通過(guò)橋的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力F。并討論若速度增大會(huì)發(fā)生什么情況?FF-mg=mv2/r若速度增大，汽車(chē)隊(duì)橋面的壓力增大，速度過(guò)大，引發(fā)安全事故。F=mg+mv2/rGFN=G三、離心運(yùn)動(dòng)A

1、做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力時(shí)，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)就叫離心運(yùn)動(dòng)。

2、物體作離心運(yùn)動(dòng)的條件：

當(dāng)產(chǎn)生向心力的合外力突然消失，物體便沿所在位置的切線方向飛出．

當(dāng)產(chǎn)生向心力的合外力不完全消失，而只是小于所需要的向心力時(shí)，物體將沿切線和圓周之間的一條曲線運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離圓心而去．3、離心現(xiàn)象的本質(zhì)——物體慣性的表現(xiàn)4、離心運(yùn)動(dòng)的危害及其防止：1）、在水平公路上行駛的汽車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)υ2F汽車(chē)

在水平公路上行駛的汽車(chē)，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車(chē)輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax，汽車(chē)將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故。因此，在公路彎道處，車(chē)輛行駛不允許超過(guò)規(guī)定的速度。F供

<mrV25.遷移應(yīng)用：D、增大線速度，同時(shí)減小運(yùn)動(dòng)半徑使所需向心力大于物體所受合外力。C、減小合外力或使其消失要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？（）A、減小物體運(yùn)動(dòng)的速度，使物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力減小B、增大合外力，使其達(dá)到物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力ABO離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用當(dāng)脫水筒轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，水滴與物體的附著力F足以提供所需的向心力使水滴做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)脫水筒轉(zhuǎn)得比較快時(shí)，附著力F不足以提供所需的向心力，于是水滴做離心運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)小孔，飛到脫水筒外面。F利用離心運(yùn)動(dòng)把附著在物體上的水分甩掉A、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失時(shí)，將沿圓周半徑方向離開(kāi)圓心B、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失時(shí)，將沿圓周切線方向離開(kāi)圓心C、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它自己會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向心力，維持其作圓周運(yùn)動(dòng)D、作離心運(yùn)動(dòng)的物體，是因?yàn)槭艿诫x心力作用的緣故1、下列說(shuō)法正確的是()練習(xí)：B2、質(zhì)量為500kg的汽車(chē)沿半徑為45m的水平公路面轉(zhuǎn)彎，若路面對(duì)車(chē)的最大靜摩擦力是車(chē)重的0.5倍，為使汽車(chē)順利轉(zhuǎn)彎而不滑動(dòng)的車(chē)速最大值為多少。（取g＝10m/s2）分析：由題意法線方向靜摩擦力達(dá)到最大時(shí)對(duì)應(yīng)車(chē)速達(dá)到最大。即：fm=mv2/r

（v=15m/s）3、下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的有：（）A、提高洗衣機(jī)脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干B、轉(zhuǎn)動(dòng)帶有雨水的雨