高中人教版 (2019)4 生活中的圆周运动教学ppt课件

这是一份高中人教版 (2019)4 生活中的圆周运动教学ppt课件，共32页。PPT课件主要包含了F合＝mgtanθ，转弯速度过快呢，汽车对桥面的压力最大，航天中的失重现象，水流星，过山车，离心运动，“杆球”模型，“绳球”模型等内容，欢迎下载使用。
1. 能定性分析火车外轨比内轨高的原因。2. 能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。3. 知道航天器中的失重现象的本质。4. 知道离心运动及其产生条件，了解离心运动的应用和防止。5. 会用牛顿第二定律分析圆周运动。6. 进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用。
火车转弯--水平面内的圆周运动
观察：火车车轮的构造。思考：火车转弯时所需的向心力是由哪些力提供的？
[问题]：如果转弯处内外轨一样高，火车转弯需要的向心力由什么力来提供呢？
向心力由外侧轨道对车轮轮缘的弹力提供。缺点：火车质量很大，轮缘和外轨间的相互作用力很大，铁轨容易损坏、变形，发生危险。
请设计一个方案，让火车既能安全通过弯道，又能减少轨道与轮缘的挤压？
在实际火车与轨道设计中，利用轮缘挤压只能增加小部分的向心力；垫高外轨可增加较多的向心力。
外轨略高于内轨（倾斜轨道）
火车转弯时，外轨道应该适当垫高。使火车以一定速度通过弯道时，受到重力与支持力的合力恰好提供向心力，此时内轨和外轨同轮缘之间
向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供
1、轨道对轮缘无挤压，此时火车的速度为多大？
内 轨对轮缘产生向外的弹力。
外轨对轮缘产生向内的弹力。
转弯速度过大引起的思考：
汽车过桥--竖直平面内的圆周运动
[想一想]：如果汽车在拱形桥上，以某一速度v通过拱形桥的最高点的时候，路面受到的压力大小还等于重力吗？
[思考与讨论]： 根据公式 ，试分析如果汽车的速度不断增大，压力大小会如何变化？当速度多大时，压力为零？
可知：v越大，FN越小
当v逐渐增大， ，此时FN = 0，
如果将地球看做一个巨大的拱形桥，桥面半径就是地球半径。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从而脱离地球？（R=6400km)
解：由圆周运动条件可得
思考：你能解释为什么拱形造价高却最常见吗？
汽车经过不同类型的桥时压力不同：
揭开“过山车”和“水流星” 之谜
思考：1、做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动？2、如果物体受到的合外力不足以提供向心力，它会怎样运动？
1.离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，物体所做的逐渐远离圆心的运动叫做离心运动．
1)离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象．
2)离心现象的本质是物体惯性的表现
3)离心的条件：做匀速圆周运动的物体合外力消失或不足以提供所需的向心力．
4)做离心运动的质点实际上并没受到所谓的“离心力”作用，因为没有任何物体提供这种力。
若合外力突然消失，以这一时刻的线速度沿切线方向飞去
若0＜F合＜ F向，物体边转边逐渐远离圆心
圆周运动问题的处理方法和步骤
1.确定研究对象、研究状态
3.分析其受力情况，判断什么力提供向心力
匀圆运动：分析其合外力F合
变圆运动：找其指向圆心的分力　
2.分析其运动情况，判断圆心位置、v、r等
4.根据牛顿定律列式并求解
有时需根据圆心的位置来判断合外力的方向
如图所示，长为L的轻杆一端固定一质量为m的小球，另一端可绕过O点的光滑水平轴在竖直平面内做圆周运动，求：
杆连着的小球在竖直平面内的圆周运动（在光滑管内运动）
特点：杆既能对小球产生拉力，又能产生支持力， 在最高点速度可以为0
可通过最高点做圆周运动
同类问题：管形轨道模型
变形：“光滑管道”模型
若将杆换成一轻绳，试分析其通过最高点的各种情况
球的重力完全用来提供向心力，且向心力恰好完全由重力来提供
球的重力大于所需要的向心力，球离开轨道
事实上，球在到达最高点之前就离开轨道了
轻绳栓着小球在竖直平面内的圆周运动（沿光滑环内壁的运动）
特点：绳上只可能产生拉力， 而不能产生支持力
同类问题：环形轨道模型