教科版高中物理必修第二册第二章匀速圆周运动课时PPT课件

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3　圆周运动的实例分析4　圆周运动与人类文明(选学) 基础探究合作探究实践应用基础探究 形成概念·掌握新知知识点一　汽车通过拱形桥情境化导学G-NN-G小于越小大于越大知识点二　“旋转秋千”坐“旋转秋千”的人所受重力mg、缆绳的拉力T,如图所示。mg和T的合力提供向心力,即 =mω2r,其中r=r0+lsin α。 知识点三　火车转弯1.运动特点:火车转弯时实际是在做 运动,因而具有向心加速度。2.向心力来源(1)内外轨等高:外侧车轮的轮缘挤压外轨,使外轨发生 ,外轨对轮缘的 是火车转弯所需向心力的主要来源。mgtan α圆周弹性形变弹力(2)外轨略高于内轨:如图,铁轨对火车的支持力N的方向不再是竖直的,而是斜向弯道的 ,它与重力G的合力指向 ,为火车转弯提供了一部分 。在修铁路时,要根据弯道的半径和规定的行驶速度,适当选择内外轨的高度差,使转弯时所需向心力几乎全部由重力G和支持力N的合力来提供。内侧圆心向心力知识点四　离心运动1.定义:做圆周运动的物体沿圆周运动的切线方向飞出或 圆心而去的运动。2.原因:合外力提供的向心力 或 。3.离心运动的应用和防止(1)应用:离心干燥器;洗衣机的 ;制作无缝钢管、水泥管道、水泥电线杆等;分离血液中的血浆和红细胞。(2)防止:在公路弯道,车辆不允许超过 ;砂轮、飞轮的转速不能太高。知识点五　圆周运动与人类文明圆周运动在古代文明和现代的工业技术、科学实验、文化生活中随处可见,与人类文明发展息息相关。远离 消失不足脱水筒规定的速度思考与自测1.思考判断(1)火车弯道的半径很大,故火车转弯需要的向心力很小。(　 　)(2)车辆在水平路面上转弯时,所受摩擦力提供向心力。(　 　)(3)车辆按规定车速通过“内低外高”的弯道时,向心力是由重力和支持力的合力提供的。(　 　)(4)汽车在水平路面上匀速行驶时,对地面的压力等于车重,加速行驶时大于车重。(　 　)(5)汽车在拱形桥上行驶,速度小时对桥面的压力大于车重,速度大时压力小于车重。(　 　)× √ √ × × 2.思维探究(1)在雨雪天气路面湿滑时,汽车转弯时为什么要减速慢行?答案:汽车转弯时向心力由地面对车的摩擦力来提供,路面湿滑时,摩擦力减小,提供圆周运动的向心力变小,为保证汽车不发生滑动,应减小汽车的行驶速度。(2)如图,同一辆汽车先后经过凹形区域和凸形区域,在哪一区域汽车对地面的压力更大?(3)做离心运动的物体是否受到离心力的作用?答案:不是,物体做离心运动的原因是它受到的合力突然为零或比所需要的向心力小,而非受离心力作用。合作探究 突破要点·提升关键要点一　汽车过桥问题问题情境(1)用两根铁丝弯成如图所示的凹凸桥。把一个小球放在凹桥底部A,调节两轨间的距离,使球刚好不掉下去,但稍加一点压力,球就会撑开两轨下落。让小球从斜轨滚下,当球经过凹桥底部时,你看到了什么?这说明了什么?答案:(1)小球经过凹桥底部时,从两轨间掉了下来;说明小球对轨道的压力大于小球的重力。(2)把凹桥下的搭钩扣上,并让小球在凸桥顶端B静止放置时,刚好能撑开两轨下落。然后让小球再从斜轨滚下,当球经过凸桥顶端时,你又看到了什么?这又说明了什么?答案:(2)经过凸桥顶端时,没有掉下来;说明小球对轨道的压力小于小球的重力。归纳拓展[例1] 如图所示,质量m=2.0×104 kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形路面和凸形路面,两路面的圆弧半径均为 20 m。如果路面承受的压力不得超过3.0×105 N,问:(1)汽车允许的最大速度是多少?(2)若以所求速度行驶,汽车对路面的最小压力是多少?(g取10 m/s2)思维导图:答案:(1)10 m/s　(2)1×105 N学习笔记解决汽车过桥问题的一般步骤(1)选取研究对象,确定轨道平面、圆心位置和轨道半径。(2)正确分析研究对象的受力情况(切记:向心力是按作用效果命名的力,在受力分析时不能列出),明确向心力的来源。(3)根据平衡条件和牛顿运动定律列方程求解。B 要点二　水平面内的匀速圆周运动实例分析问题情境铁路转弯处外轨略高于内轨,要求火车转弯时按规定速度通过,火车转弯时速度如果过大或太小,会对哪侧轨道有侧压力?答案:火车转弯时速度过大会对外侧轨道有侧压力,速度太小会对内侧轨道有侧压力。归纳拓展1.“旋转秋千”及其简化模型②明确圆周平面虽然外轨高于内轨,但整个外轨是等高的,整个内轨是等高的。因而火车在行驶的过程中,重心的高度不变,即火车重心的轨迹在同一水平面内。故火车运动的圆周平面是水平面,而不是斜面。即火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心。③速度与对轨道压力的关系a.当火车行驶速度v等于规定速度v0时,所需向心力仅由重力和支持力的合力提供,此时火车对内外轨道无侧向挤压作用。b.当火车行驶速度v>v0时,轮缘对外轨道有侧压力。c.当火车行驶速度v