沪科版 必修2《圆周运动的案例分析》教学课件：22张PPT

(共22张PPT)
1,物体做匀速圆周运动时，受力有何共同点?
答：物体需要指向圆心的向心力，向心力由物体所受的合外力来提供.
2，向心力的大小和方向是怎样的？
大小：
方向：总是指向圆心
一、水平面内的圆周运动
播放汽车失控的视频
问题：
1、分析汽车在转弯时受力情况。
2、汽车为什么没能安全转弯？
3、什么情况下汽车恰能安全转弯？
汽车在水平路面转弯：
1、转弯处的受力分析
2、没能安全转弯的原因？
汽车行驶速度过快，需要的
向心力大，供需将不再平衡。
3、汽车恰能安全转弯条件？
μmg=
mv2/r
汽车转弯时的最佳方案：
把转弯处的道路修成外高内低
优点：重力和支持力的合力提供转弯处的向心力
一.水平面内的圆周运动—火车转弯
G
FN
F弹
　1、火车在转弯时，若内外轨是相平的，
铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？
a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力
b：外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。
轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！
　　2、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？
火车速度为30m/s，弯道的半径R=900m，火车的质量m=8×105kg，转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大？
研究与讨论
请大家发挥自己的想象力设计一个方案使弹力尽量小并使火车能安全通过弯道。
利用轮缘可增加小部分的向心力；
垫高外轨可增加较多的向心力。
G
FN
F
火车拐弯
看图片
1、火车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为θ，半径为r，则火车完全不靠轨道弹力转弯的速率是
(
)
A
B
C
D
随堂练习
c
若火车速度与设计速度不同会怎样？
研究与讨论
答：需要轮缘提供弹力来满足向心力的需求
外侧
内侧
速度过大时：
外侧轨道与轮之间有弹力
速度过小时：
内侧轨道与轮之间有弹力
θ
二.竖直平面内的圆周运动—过拱桥
质量为m
的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是多大？
解：汽车通过桥顶时，受力情况如图：
由牛顿第二定律：
由牛顿第三定律：
注意：汽车过拱型桥的速度不宜过大,否则FN’将消失,汽车将飞离桥面。
失重
超重
B
随堂练习
3、小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的周期。
解：小球的向心力：由F和G的合力提供
θ
L
随堂练习
小结
一.水平面内的圆周运动—火车转弯
外轨高于内轨
重力和支持力的合力提供向心力
二.竖直平面内的圆周运动—过拱桥
过凸形桥最高点：
过凹形桥最低点：
超重
失重
作业Ｐ30
3、4