高中物理 生活中的圆周运动精品课件 新人教版必修2

早在公元前6世纪，古希腊的毕达哥拉斯学派就认为：“一切立体图形中最美的是球体，一切平面图形中最美的是圆形。”“天体至圆，万物做到极精妙者，无有不圆。圣人之德，古今之至文、法帖，以至一艺一术，必极圆而后登峰造极。”——（清）张英《聪训斋语》“万物皆以圆统之”，“圆是宇宙运行的规律，是人类社会发展的规律，是万事万物生灭不息的总规律！”——马建勋《圆点哲学》被誉为“天空立法者”的开普勒认为：匀速圆周运动是最为完美的运动！§5.8生活中的圆周运动受力分析：Ff提供向心力mgFNFfO火车以半径R=300m在水平轨道上转弯，火车质量为8×105kg，速度为30m/s。铁轨与车轮之间的动摩擦因数μ=0.25。RvmFf2向心力由轨道指向圆心的静摩擦力提供代入数据可得：Ff=2.4×106N但轨道提供的静摩擦力最大值：Ff静m=μmg=1.96×106NmgFNFfO“供需”不平衡，如何解决？轮缘铁轨(轨距)轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！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？例、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？F=8×105N赛道的设计当外轨略高于内轨时火车受力垂直轨道面的支持力NN火车向心力的来源由G和N的合力提供hqG竖直向下的重力G弯道的圆心在哪儿？NhFqGtanFFmgq向心力合==NhqGO2NhF如图，斜面轨道倾角为θ，转弯半径R，要使车轮对内外轨都无压力,质量为m的火车运行的速率应该多大?q火车拐弯应以规定速度行驶FF合向0tanvgrqG火车行驶速率vv规定当火车行驶速率vv规定时当火车行驶速率vv规定时GNN′火车行驶速率vv规定GNN′外轨对轮缘有侧压力内轨对轮缘有侧压力列车速度过快，造成翻车事故v2NvFFGmrnFNG2NvFGmrFNG，即汽车对桥的压力大于其所受重力，处于超重状态。2、汽车过凹桥，在最低点时，车对凹桥的压力怎样？1、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？vGFN2NvFGFmrn2NvFGmrFNG即汽车对桥的压力小于其所受重力，处于失重状态。3、汽车过凸桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越小。当时，压力FN为零。处于完全失重状态。vgr4、若汽车的运动速度变大，压力如何变化？2NvFGmr思考与讨论：地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。地面上有一辆汽车在行驶。根据上面的分析，汽车速度越大，地面对它的支持力就越小。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……为了全人类的和平进步，中国人来到太空了!0在航天器中所有和重力有关的仪器都无法使用！弹簧测力计无法测量物体的重力，无法用天平测量物体的质量但仍能测量拉力或压力的大小。利用完全失重条件的科学研究液体呈绝对球形制造理想的滚珠制造泡沫金属课堂练习1、质量m=100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面夹角为370，弯道半径R=30m。（南）(1)当火车的速度v1=10m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?（中）(2)当火车的速度v2=15m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?（北）(3)当火车的速度v3=20m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何?课堂练习2、一辆质量m=2.0t的小轿车，驶过半径R=100m的一段圆弧形桥面。（南）(1)若桥面为凹形，汽车以20m/s通过桥面最低点时，对桥面的压力是多大？（中）(2)若桥面为凸形，汽车以10m/s通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大？（北）(3)汽车以多大速度凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？开放设计一高速公路设计运行时速为108km/h，其中一转弯处设计圆弧半径为300m。已知汽车轮胎与地面的最大静摩擦因数为0.25，请你为该处路面提供设计方案。谢谢！5-8生活中的圆周运动一、铁路的弯道：1、水平轨道：弹力提供向心力2、斜面轨道：重力与支持力的合力提供向心力二、拱形桥：1、凹形桥：——超重2、凸形桥：——失重三、航天器中的失重现象：时，——完全失重GrvmGFN2GrvmGFN2gRv0NF板书设计