物理人教版（2019）必修第二册6.4 生活中的圆周运动（共22张ppt）

(共22张PPT)
人教版普通高中物理 必修第二册
6.4 生活中的圆周运动
思考：铁路弯道处的铁轨外高内低，为什么？
一、火车转弯
1.内外轨等高
①向心力来源：外轨对轮缘的弹力
靠这种方法得到向心力极易使铁轨和车轮受损。
②缺点：由于火车质量巨大需要很大的向心力，
F弹=Fn
问题1：假设火车在水平轨道转弯，谁来提供向心力？这样设计的危害是什么？
规定转弯速度为v0
注：a.铁轨铺设好后，弯道半径r,内外轨高度差h及铁轨间距L一定，v0一定。
b.内外轨虽不等高，但火车转弯的轨迹圆仍在水平面内。
2.外轨高于内轨
①v=v0重力和支持力的合力恰好提供向心力。
②v>v0外轨道对轮缘有侧压力
③v侧压力平行于斜面，其水平分量与mgtanθ的矢量和提供向心力！
1．如图所示，若火车按规定速率转弯时，内、外轨对车轮皆无侧向压力。当火车以小于规定速率转弯时(　 　)
A．仅内轨对车轮有侧压力
B．仅外轨对车轮有侧压力
C．内、外轨对车轮都有侧压力
D．内、外轨对车轮都无侧压力
A
2.在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨．如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则（ ）　　
D
思考与讨论：高速公路转弯处和场地自行车赛道，路面往往有一定的倾斜度。说说这样设计的原因。
①转弯处水平：静摩擦力提供向心力f=,由fm=可求得转弯而不侧滑的最大速度②外高内低请参考火车转弯
3.一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（　　）
D
问题2：汽车过凸形桥最高点和凹形桥最低点时，谁提供了向心力？超重还是失重？在最高点速度有什么限制？
二、汽车过拱桥
1.凸形桥最高点
①向心力来源：重力和支持力和的合力提供向心力。
2.凹形桥最低点
①向心力来源：重力和支持力和的合力提供向心力。
据牛三知汽车对桥的的压力大于重力，v过大易发生爆胎。
4.如图所示，质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为40m，如果桥面承受的压力不超3.0×105N,
g=10m/s2。则（ ）
C
三、航天器中的失重现象
1.航天器在近地轨道的运动
②对于航天员,由重力和座椅的支持力提供向心力。满足的关系为：mg－FN=。
由此可得FN=0,航天员处于完全失重状态,对座椅无压力。
①对于航天器,重力充当向心力,满足的关系：mg=航天器的速度v=
2.航天器及其内一切物体均处于完全失重状态，但并不是不受重力，正是因为重力作用才使航天器及其内物体绕地球做匀速圆周运动。
四、离心运动和近心运动
(1)离心运动：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做 的运动.
(2)受力特点(如图)
①当F＝0时，物体沿 方向飞出，做匀速直线运动.
②当0③当F>mrω2时，物体逐渐 ，做 运动.
(3)本质：离心运动的本质并不是受到离心力的作用，而是提供的力_____做匀速圆周运动需要的向心力.
逐渐远离圆心
切线
远离
离心
向圆心靠近
近心
小于
（4）离心运动的应用和防止
课堂小结
感谢聆听