6.4.1生活中的圆周运动 课件 (41张PPT)高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

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6.4.1生活中的圆周运动 课件 (41张PPT)高一下学期物理人教版(2019)必修第二册

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首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
6.4.1 生活中的圆周运动
第六章 圆周运动
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
导入新课
通过前面的学习我们知道,如何去描述圆周运动以及物体做圆周运动时所具有的特点。
今天我们来一起学习实际生活中的圆周运动,并对它们进行分析。
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
提供物体做圆周运动的力
做圆周运动的物体所需的力
从“供” “需”两方面研究生活中做圆周运动的物体
由物体受力情况决定
由物体的运动情况决定
=
“供需”平衡 物体做匀速圆周运动
本节课
牛顿第二定律F=ma的应用
向心力公式深化理解
Part 01
火车转弯
内侧轨道
外侧轨道
水平线
假设内、外轨道的倾斜程度与水平线之间的角度为????。
?
火车转弯时的轨迹可以视为一段小圆弧,故我们可以将火车的转弯视为很小的一段圆周运动。
????
?
????
?
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?
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?
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?
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?
火车转弯时的轨迹可以视为一段小圆弧,故我们可以将火车的转弯视为很小的一段圆周运动,满足圆周运动的规律,可以用圆周运动的方法分析。
转弯的轨迹
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
想一想
火车转弯是什么力提供向心力?
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
车轮的构造
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
铁轨模型
结论
外轨
内轨
铁路的弯道——内外轨一样高
火车质量、速度比较大,故所需向心力也很大。挤压的后果会怎样?
O
F
G
FN
轮缘
想一想
外轨对轮缘的弹力提供向心力
FN
F
G
内外轨道一样高时转弯
火车车轮受三个力:重力、支持力、外轨对轮缘的弹力.
外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向
由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损坏铁轨.
怎么办?
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
请同学们仔细观看视频,观察真实的火车轨道是怎样的?
铁路的弯道——外轨高于内轨
O
G
FN
F合
θ
θ
F合=mg tanθ
轨道对轮缘无挤压,此时火车的速度为多大?
火车转弯时所需的向心力
Fn = m
v2
R
v= gR tanθ
若火车的速度大于或小于这个值时,轨道对轮缘有挤压吗?
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
2、当 v< gR tanθ :
1、当 v> gR tanθ :
G
FN
θ
轮缘受到外轨向内的弹力
G
FN
θ
F
F
轮缘受到内轨向外的弹力
想一想
若火车的速度大于或小于这个值时,会怎么样呢?
G
Fn
N
h
L
θ
θ
R
此为火车转弯时的安全速度
h、R越大,火车转弯越安全
θ很小时,sinθ=tanθ
此时轮缘与铁轨无弹力作用
(1)、当火车行驶速率 时,Fn=F合,内外轨道都不受挤压,对两轮缘都没有压力
(3)、当火车行驶速率 时, Fn=F合-F侧,内轨道受到挤压对轮缘有侧压力
(2)、当火车行驶速率 时,Fn=F合+F侧,外轨道受到挤压对轮缘有侧压力
在实际生活中,铁路修好后θ(h、L)、r是确定的,所以火车转弯的安全速度也为定值
F合=mg tanθ
总 结
Part 02
汽车过拱形桥
拱形桥
(凸形桥)
凹形桥
水平桥
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
问题1:汽车静止在桥上与通过平桥时,受力怎样?
F压=FN=mg
思考与讨论
问题2:汽车过拱形桥时,在最高点时,车对凸桥的压力又怎样?
mg
FN
v2
R
mg-FN=m
v2
R
FN =mg-m
v2
R
F压=FN =mg-m
汽车对桥的压力小于其所受重力,即处于失重
FN <mg
思考与讨论
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
v2
R
mg=m
FN=0 时,汽车的速度为多大?
v2
R
FN =mg-m
问题3:汽车过拱形桥时,运动速度变大,车对凸桥的压力如何变化?
mg
FN
临界速度
思考与讨论
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
若汽车不在拱形桥的最高点或最低点时,如何分析汽车的运动情况呢?
mgcosθ-FN =m

v2
R
FN =mgcosθ-m
v2
R
FN =mgcosθ-m
总结:重力及支持力沿半径方向的合力提供向心力。若汽车的速度过大,将会离开桥面做斜抛运动。
若汽车即将离开桥面时,则有FN =0,故
FN <mg (失重)
v= gR cosθ
可知:桥面所受的压力与夹角θ、车速v都有关;
故汽车过凸形桥时,汽车对桥的压力总小于重力。
v2
R
F压=FN =mgcosθ -m
θ
问题4:汽车过凹形桥时,在最低点时,车对凹形桥的压力又怎样?
FN
mg
v2
R
FN =mg + m
v2
R
F压=FN =mg + m
v2
R
FN-mg=m
汽车对桥的压力大于其所受重力,即处于超重
若汽车通过凹桥的速度增大,会出现什么情况?
FN >mg
思考与讨论
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
F压=FN <mg
F压=FN =mg
F压=FN >mg
比较三种桥面受力的情况
失重
Part 03
典例
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
1.如图所示,用四根符合胡克定律且原长均为 的橡皮筋将质量为m的四个小球连接成正方形,放在光滑水平桌面上。现在使这个系统绕垂直于桌面并通过正方形中心O的轴以角速度 匀速转动。在系统稳定后,观察到正方形边长变为 ,可知橡皮筋的劲度系数为(  )
A
D
B
C
C
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
2.如图所示,水平的木板 托着木块 一起在竖直平面内做匀速圆周运动。从水平位置 沿逆时针方向运动到最高点 的过程中,下列说法正确的是(  )
A.木块 处于超重状态
B.木块 处于失重状态
C. 对 的摩擦力保持不变
D. 受到的合外力越来越大
B
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
3.如图甲所示,倾角为450的斜面置于粗糙的水平地面上,有一滑块通过轻绳绕过定滑轮与质量为m的小球相连(绳与斜面平行),滑块质量2m,滑块恰好静止在粗糙的斜面上。在图乙中,换成让小球在水平面上做匀速圆周运动,轻绳与竖直方向的夹角为 ,且 ,此时滑块、斜面仍然处于静止状态,重力加速度为 ,则以下说法中正确的是(  )
A.甲图滑块受到斜面的摩擦力为
B.甲图斜面受到地面的摩擦力为
C.乙图中 时,滑块恰好不受摩擦力
D.乙图中小球转动角速度越小,滑块受到的摩擦力越小
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
AB.根据题意,对甲图中小球受力分析,由平衡条件可知,绳子的拉力为
对甲图中滑块受力分析,由于
可知滑块受沿斜面向上的摩擦力,如图所示
对滑块与斜面整体受力分析,如图所示
故AB错误;
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
CD.根据题意,对图乙中小球受力分析,如图所示
对乙图中滑块受力分析,则有
若乙图中小球转动角速度越小,则所需向心力减小,即小球的合力减小,则 减小, 变大,故D错误,C正确。
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
4.如图所示,汽车通过拱形桥的最高点时,下列说法正确的是(  )
A.桥所受的压力等于汽车的重力
B.桥所受的压力大于汽车的重力
C.桥所受的压力小于汽车的重力
D.汽车的速度越大,汽车对桥面的压力越大
C
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
5.在高速公路的拐弯处,路面建造得外高内低,即当车向右拐弯时,司机左侧的路面比右侧的要高一些,路面与水平面间的夹角为θ,设拐弯路段是半径为R的圆弧,要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零,θ应等于(  )
A
D
B
C
B
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
6.铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的。已知内外轨道平面对水平面倾角为,
如图所示,弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车转弯时速度等于
,则(  )
A
D
B
C
内轨对内侧车轮轮缘有挤压
外轨对外侧车轮轮缘有挤压
这时铁轨对火车的支持力小于
这时铁轨对火车的支持力等于
AC
Part 04
检测
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
1.质量相同的甲、乙两运动员运动到如图弯道处速度大小相等,甲、乙所处跑道位置可看成半径分别为R1、R2的圆弧的一部分,则甲、乙两运动员需要的向心力之比是(  )
A. R1 : R2
B. R2 : R1
C. R12 : R22
D. R22 : R12
B
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
2.长度为 的轻质细绳OA,A端有一质量为 的小球,如图所示。为了能使小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,则通过最高点时小球的最小速率是(g取 )(  )
A
D
B
C
B
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
3.如图所示,一物体从固定的光滑圆弧轨道上端由静止下滑,当物体滑到轨道最低点时,下列说法正确的是(  )
A.物体处于超重状态
B.物体处于平衡状态
C.物体对轨道的压力等于物体的重力
D.物体对轨道的压力大于轨道对物体的支持力
A
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
4.在高速公路的拐弯处,路面造得外高内低,即当车向左拐弯时,司机右侧的路面比左侧的要高一些,路面与水平面间的夹角为 ,设拐弯路段是半径为R的圆弧,要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零,
应满足(  )
A
D
B
C
C
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
5.随着交通的发展,越来越多的人喜欢乘坐高铁出行。某次旅行中,列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道过程中,游客发现,车厢顶部悬挂玩具小熊的细线稳定后与车厢侧壁平行,已知此弯道路面的倾角为 ,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列判断正确的是(  )
A
D
B
C
列车转弯过程中的向心加速度为
此时水杯与桌面间无摩擦力
放在桌面上水杯内的水面与桌面平行
细线对小熊的拉力等于小熊的重力
BC
首先要突出说明的是选题的现实价值,每一个研究的目的都是为了指导现实生活,一定要讲清本选题的研究有什么实际作用、解决什么问题;其次再写课题的理论和学术价值。
A
D
B
C
6.为美观和经济,许多桥面建成拱形。汽车通过桥顶时,对桥面的压力会减小,过快的汽车将失去控制、无法转向,造成安全隐患,故拱形桥上都会有限速标志。设汽车对桥面的压力是其重力的0.6倍时,其速度就是限速标志对应的速度,桥顶圆弧对应的半径为130m,则该限速标志所示速度约为(取 )(  )
36km/h
54km/h
60km/h
80km/h
D
感谢观看
THANKS

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