高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 生活中的圆周运动说课ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 生活中的圆周运动说课ppt课件，共37页。PPT课件主要包含了各种匀速圆周运动，火车如何拐弯，火车沿着轨道拐弯等内容，欢迎下载使用。
轨迹是圆或者圆的一部分的运动称为圆周运动
周期T、频率f、转速n
把线速度大小不变的圆周运动称为匀速圆周运动
匀速圆周运动是变速运动、速度方向时刻改变
物体做 匀速圆周运动
如果速度增加大，会如何？
火车以半径R = 300m 在水平轨道上转弯，火车质量为8×105 kg，速度为30m/s。铁轨与车轮之间的动摩擦因数μ=0.25。
求：火车拐弯所需要的向心力？
代入数据可得： Ff =2.4×106N
轨道提供的静摩擦力最大值： Ff静m=μmg=1.96×106N
问：“谁”提供的向心力？
“供需”不平衡，如何解决？
　外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？
需要 Ff =2.4×106N
静摩擦力提供 Ff静m=μmg=1.96×106N
轮缘对轨道侧向的弹力 F =4.4×105 N （880个成人体重）
弯道设计不合理导致事故
火车以半径R = 300 m转弯，火车质量为8×105kg ，速度为30m/s，火车轨距l =1.4 m，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度h？（θ较小时tanθ=sinθ）
解：火车拐弯需要向心力：
若火车静止 会如何？
火车拐弯 需要向心力
重力与支持力合力 提供的的向心力
？若火车速度与设计速度不同会怎样？
火车向外侧运动，挤压外侧铁轨
火车向内侧运动，挤压内侧铁轨
圆周运动的 “供”与“需”
“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动
提供物体做圆周运动的力
物体做匀速圆周运动所需的力
汽车在拱形桥上会发生什么？
1.汽车过拱桥是竖直面内圆周运动的典型代表2.研究方法与水平面内圆周运动相同
汽车过拱形桥需要向心力
受力分析 汽车受到重力和支持力
重力和支持力的合力提供向心力（向心力指向圆心，合力向下，mg>Fn）
重力和支持力的合力提供向心力
FN=0，此时汽车对桥面的压力为0
此时汽车对桥面的压力为0
脑洞大开如果速度再大点会如何？
提供的向心力不足以满足需要的向心力→离心运动
一辆质量为 的汽车在拱桥上行驶，当汽车通过桥顶时的速度为10m/s，已知桥的半径R=20m，求：  (1) 此时车对桥顶的压力是多大？  (2) 汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力作用而腾空？
最刺激的过山车：安全吗？
完全失重Fn=0，与质量无关
脑洞大开把桥面拿掉会如何？
实例研究2——航天器中的失重
汽车车速为v，地球半径为R
G=9.8N/kg,R=6371km
实例研究2——凹形路面
有失重， 那有超重吗？
汽车过凹形路面需要向心力
重力和支持力的合力提供向心力 （向心力指向圆心，合力向下，mg >Fn）
过凹形路面我们该怎么做？
重力和支持力的合力不足以汽车所需要的向心力
重力和绳子拉力和合力不足以人做圆周运动所需要的向心力
1定义：做圆周运动的物体，所受的合力突然消失或 合力不足以提供向心力时，物体将逐渐远离 圆心的运动
2应用与防止例1：洗衣机脱水时利用离心运动把附着在衣物上的水甩掉例2：离心制管技术例3：车转弯时要限制车速
做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向。
当F=mω2r时，物体做匀速圆周运动
当F= 0时，物体沿切线方向飞出
当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心
当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心
常见的离心干燥器等都是利用离心运动。
1.以下属于离心现象应用的是（ ）
A.水平抛出去的物体，做平抛运动
B.链球运动员加速旋转到一定的速度后将链球抛开
C.离心干燥器使衣物干燥
D.锤头松了，将锤柄在石头上磕风下就可以把柄安牢
2.下列说法正确的是 ( )A.作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心B.作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心C.作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动D.作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故
3.为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以：( ) A.增大汽车转弯时的速度　 B.减小汽车转弯时的速度 C.增大汽车与路面间的摩擦 D.减小汽车与路面间的摩擦
4.下列说法中错误的有（ ）A.提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干B.转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心C.为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速D.离心水泵利用了离心运动的原理
练习: 用钢管做成半径为R=0.5m的光滑圆环（管径远小于R）竖直放置，一质量为m=0.2kg的小球（可看作质点，直径略小于管径）在环内做圆周运动，求:小球通过最高点A时，下列两种情况下球对管壁的作用力。 取g=10m/s2(1) A的速率为1.0m/s (2) A的速率为4.0m/s 　　
解：先求出杆的弹力为0 的速率v0
v0=2.25 m/s
(1) v1=1m/s< v0 球应受到内壁向上的支持力N1，受力如图示：
mg-N1=mv12 /l
得 N1=1.6 N
(2) v2=4m/s > v0 球应受到外壁向下的支持力N2如图示：
则 mg+N2=mv22 /l
得 N2=4.4 N
由牛顿第三定律，球对管壁的作用力分别为 (1) 对内壁1.6N向下的压力 (2)对外壁4.4N向上的压力