2020-2021学年高一下学期物理教科版必修2第二章第三节圆周运动的实例分析 课件 16张PPT

圆圆周运动的实例分析
一.竖直平面内的圆周运动
G
G
N
N
1. 汽车过凸形路面或凹形路面
设汽车以不变的速率运动，试讨论：在哪处最易爆胎？谈谈你的理由。
2.过山车
例 ：假定轨道光滑，C、A等高，小球从斜轨上滑下，冲上圆轨道。
（1）有人说：“只要释放点高于A点，小球就一定能沿轨道从C点滑出”,你赞成吗？并说明你的理由.
（2）要保证小球能冲过C点，过C点的速度有什么要求？至少应从A点上方多高处释放？
（3）课外思考：若小球从A点释放，在何处脱轨？
3.绳拉小球情况
竖直平面内，长为L的细绳一端固定于O点，另一端系着一个小球，悬点正下方P点有一颗钉子。小球从与悬点等高处释放。
（1）讨论：“只要钉子低于释放点，小球就能做完整的圆运动”，你认为正确吗？
（2）忽略绳子碰钉子的能量损失，要让小球做完整的圆运动，钉子应距悬点多远？
二.圆锥摆运动
(1).旋转秋千
T
G
F合
θ
讨论：
小球匀速地作锥摆运动，若增大初速度，再次稳定地作锥摆运动，分析小球所受拉力T、线速度v、角速度ω有何变化？
如图，小球在光滑锥筒内做匀速圆周运动，
1.试分析其向心力是如何提供的？
2.若增大小球的线速度，再次稳定地做匀速圆周运动，试分析小球受的支持力、线速度、角速度如何变化？（设锥面与竖直轴线夹角为θ）
2.锥筒中小球的转动
N
G
F合
θ
3.火车转弯
拓展探究：
为适应国民经济的发展需要,从2007年4月18日起,我国铁路正式实施第六次提速，铁路相关系统进行了大量的技术更新。其中火车转弯技术的改进是重大课题。火车速度提高易使火车在转弯时外轨受损。
假设火车的运动可看成半径为R的圆周运动。设内外轨高度差为h，内外轨间距为d。已知重力加速度为g，h<（1）火车转弯所需的向心力是如何提供的？
（2）为什么高速转弯时，容易使外轨受损？
（3）为解决外轨受损这一难题,你认为理论上可采取哪些措施？
BD
N
G
F合
采取措施：
增加转弯半径
增大内外轨高度差
减小轨距
1.分析运动情景，明确研究对象，理想化为典型模型。
2.确定圆运动平面，找准圆心与半径，正确受力分析，弄清哪些力提供向心力；根据牛顿第二定律，建立向心力关系式，结合具体条件求解。
3. 圆周运动常与能量问题结合，要关注。
4.圆周运动经常涉及临界问题，挖掘隐含的临界条件是关键。
总结：分析圆周运动的基本方法和思想
（1）两根绳始终绷紧吗？
讨论交流
例．宇航员需要在离心实验器上做超重耐力训练。如图为某学生设计的训练宇航员的离心实验器：两根长度均为L的绳，拉直时与竖直方向的夹角60°,系在宇航员的座椅上。宇航员和椅子其总质量为m，在离心实验器转轴的带动下，宇航员沿水平面做匀速圆周运动。试分析：
（2）角速度ω达到何值时，两绳都有作用力？