人教版（2019）高一物理必修第二册 生活中的圆周运动 课件 （共34张PPT）需要WPS打开

(共34张PPT)
生活中的圆周运动
高一年级 物理
复习
向心力
向心加速度
当物体做匀速圆周运动时，
一、火车转弯
二、汽车过拱形桥
三、航天器中的失重现象
*四、离心运动
一、火车转弯
一、火车转弯
问题：一台质量m = 60 t的机车，以v = 10 m/s的速度匀速通过一段半径R = 100 m的弯道。如果两条轨道的高度相同，轮缘受到的水平压力为多大？如果要使轮缘不受侧向压力，应该如何设计轨道？
一、火车转弯
外轨
内轨
一、火车转弯
问题：一台质量m = 60 t的机车，以v = 10 m/s的速度匀速通过一段半径R = 100 m的弯道。如果两条轨道的高度相同，轮缘受到的水平压力为多大？如果要使轮缘不受侧向压力，应该如何设计轨道？
一、火车转弯
分析：如果两轨的高度相同，火车转弯所需的向心力由外轨对轮缘的压力提供。
在这样大的力的作用下，铁轨和车轮极易受损。
问题：如何设计轨道，才能使轮缘不受侧向压力？
一、火车转弯
分析：重力与支持力的合力F充当向心力。
mg
F =mg tanθ
O
一、火车转弯
分析：重力与支持力的合力F充当向心力。
mg
F =mg tanθ
O
速度较大时，挤压外轨；
速度较小时，挤压内轨。
一、火车转弯
二、汽车过拱形桥
二、汽车过拱形桥
问题：汽车过拱形桥时的运动也可以看作圆周运动。质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为r，求汽车通过桥的最高点时对桥的压力大小。
mg
二、汽车过拱形桥
分析：在最高点，重力与支持力的合力充当向心力。
根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力
mg
二、汽车过拱形桥
在最高点，汽车对桥的压力
讨论：速度越大，压力越小。
mg
二、汽车过拱形桥
分析：在凹形路面的最低点，重力与支持力的合力充当向心力。
根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力
mg
*拓展内容：过山车
资料
*拓展内容：过山车
*拓展内容：过山车
分析：在最高点，重力和压力的合力充当向心力。
解得
*拓展内容：过山车
讨论：速度越小，压力越小。
当 时， 。
能通过最高点条件： 。
二、汽车过拱形桥
三、航天器中的失重现象
三、航天器中的失重现象
R
mg
三、航天器中的失重现象
分析：重力与支持力的合力充当向心力。

当 时， ，航天员处于完全失重状态。
mg
解得
*四、离心运动
*四、离心运动
*四、离心运动
*四、离心运动
mg
*四、离心运动
问题：设汽车的质量为m，转弯时的车速为v，水平弯道的半径为R，车轮与地面间的动摩擦因数为μ。假定最大静摩擦力与滑动摩擦力相等。为了不让汽车做离心运动，转弯时的车速不能超过多少？
*四、离心运动
分析：由于静摩擦力 充当向心力，
最大静摩擦力
静摩擦力不能超过最大静摩擦力
解得
mg
*四、离心运动
练习
问题：质量为25 kg 的小孩坐在秋千上，小孩离系绳子的横梁2.5 m。秋千摆到最低点时，如果小孩运动速度的大小是5 m/s，他对秋千的压力是多大？g取10m/s2。
O
R
v
mg
练习
分析：重力和支持力的合力充当向心力。
根据牛顿第三定律，小孩对秋千的压力
O
R
v
mg
五、小结
一、火车转弯
二、汽车过拱形桥
三、航天器中的失重现象
*四、离心运动