6.4生活中的圆周运动（ppt课件（含视频）含素材）—（2019）新人教版高中物理高一下学期必修第二册.rar

复习：向心力大小方向：指向圆心，方向不断变化。作用：改变线速度的方向来源：几个力的合力或某个力的分力 N f mg N mgF 生活中的圆周运动生活中的圆周运动一、车辆转弯一、车辆转弯1、汽车转弯、汽车转弯汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢?汽车在水平路面上转弯所需要的向心力来源汽车在水平路面上转弯所需要的向心力来源:汽车侧向所受的静摩擦力。汽车侧向所受的静摩擦力。N mgf例1、一辆质量为1.5t的汽车以36km/h的速度通过半径为50m的水平弯道时所受到的侧向摩擦力是多少？(设汽车轮胎和水平地面间的动摩擦因数为0.25) 思考：汽车为什么没安全转弯？思考：汽车为什么没安全转弯？当汽车转弯的半径(r)一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也越大,静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩擦力(滑动摩擦视为最大静摩力）时:当汽车沿圆周转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。改进措施改进措施:(1)增大转弯半径增大转弯半径;(2)增加路面的粗糙程度增加路面的粗糙程度思考与讨论：公路弯道有什么特点？为什么要这样设思考与讨论：公路弯道有什么特点？为什么要这样设计？计？ 路面是倾斜的路面是倾斜的外高内外高内低低若转弯时车速略超过规定速度若转弯时车速略超过规定速度时，受力情况怎样？时，受力情况怎样？2、火车转弯、火车转弯1、车轮的结、车轮的结构构2、如果火车在水平弯道上转弯，试分析、如果火车在水平弯道上转弯，试分析其受力情况及向心力的来源。其受力情况及向心力的来源。 火车受重力、支持力和轮火车受重力、支持力和轮缘与外轨挤压产生的弹力缘与外轨挤压产生的弹力，向心力由轮缘与外轨挤，向心力由轮缘与外轨挤压产生的弹力提供。压产生的弹力提供。F例例2：火车以半径：火车以半径R=300m在水平轨道上转弯在水平轨道上转弯，火车质量为，火车质量为8105kg，速度为，速度为30m/s，需要，需要多大的向心力多大的向心力？3、实际中的铁路弯道是如何设计的？为什么要、实际中的铁路弯道是如何设计的？为什么要 这样设计？这样设计？ 3、实际中的铁路弯道是如何设计的？为什么要这样、实际中的铁路弯道是如何设计的？为什么要这样设计？设计？ 在转弯处外轨在转弯处外轨略高于内轨略高于内轨火车转弯做圆周运动的圆在水火车转弯做圆周运动的圆在水平面上还是在斜面上？平面上还是在斜面上？当铁轨对轮缘没有当铁轨对轮缘没有挤压时重力与支持挤压时重力与支持力的合力提供向心力的合力提供向心力，此时火车的速力，此时火车的速度为多少？度为多少？N mgF(1) 当当v=v0时时：轮缘不受侧向轮缘不受侧向压力压力;(2) 当当vv0时：时：轮缘受到外轨轮缘受到外轨向内的挤压力向内的挤压力;(3) 当当v ，小球能，小球能够通过最高点。够通过最高点。当当v ，小球偏离原运动轨迹，不能通过最高点，小球偏离原运动轨迹，不能通过最高点；mgmgFN模型模型2：轻杆、圆管模：轻杆、圆管模型型VV (1)v=0：轻杆（圆管的内壁）提供向上的支持力：轻杆（圆管的内壁）提供向上的支持力N= mg恰能过最高点恰能过最高点 ：重力恰好提供向心力，轻杆（圆管）对球没有：重力恰好提供向心力，轻杆（圆管）对球没有力的作用力的作用 (2)V= ：轻杆提供向上的支持力（圆管的内壁受到：轻杆提供向上的支持力（圆管的内壁受到挤压提供向上的支持力）挤压提供向上的支持力） (3)0 v 轻杆提供向下拉力（圆管的外壁受到轻杆提供向下拉力（圆管的外壁受到挤压提供向下的支持力）挤压提供向下的支持力） (4)v提供物体做圆周运动沿半径方向的合力物体做圆周运动所需要的向心力 当物体做匀速圆周运动时“供”“需”平衡总结总结观察思考：为什么随速度增大人开始移动？三、离心运动三、离心运动1、定义、定义：做圆周运动的物体，做圆周运动的物体，在所受合外力在所受合外力突然消失突然消失或或不足不足以提供做圆周运以提供做圆周运动动所需所需向心力时，就做向心力时，就做远离圆心的运动，这种远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。运动就叫离心运动。2、本质：惯性的表现惯性的表现3、应、应用：用：离心干燥机、洗衣机脱水、离心制离心干燥机、洗衣机脱水、离心制管技术、离心分离器等管技术、离心分离器等预防：飞轮外加防护罩、车辆限速预防：飞轮外加防护罩、车辆限速科技、生活中的离心运动科技、生活中的离心运动合外力与向心力的关合外力与向心力的关系系 若若F合合m2r，物体做匀速圆周运动，物体做匀速圆周运动，即，即“供供”“需需”平衡平衡. 若若0F合合m2r，物体做近心运动，即，物体做近心运动，即“供供”过于过于“求求”. 若若F合合0，则物体沿切线方向做直线，则物体沿切线方向做直线运动运动.课堂小结课堂小结： 一、一、 车辆转弯车辆转弯二、竖直面内的圆周运二、竖直面内的圆周运动动 1.汽车过拱形桥汽车过拱形桥 2.水流星水流星绳、轨道约束绳、轨道约束过最高点最小速过最高点最小速度度 杆、管约束杆、管约束过最高点最小过最高点最小速度速度 v=0三、离心运动三、离心运动 做圆周运动的物体，在所受做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供合外力突然消失或不足以提供做圆周运动所需向心力时，就做圆周运动所需向心力时，就做远离圆心的运动，这种运动做远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动就叫离心运动。敬敬 请请 指指 导导