9512.net
甜梦文库
当前位置:首页 >> 理化生 >>

人教版高中物理必修二5、7生活中的圆周运动公开课教学课件共25张PPT_图文

5、7生活中的圆周运动

事故分析
原因:1. 超速
2.脱轨的地点是
弯道。
为什么火车在弯道超速易发生脱 轨事故?

学习目标
1.会分析火车转弯问题,理解其向心力的 来源。
2.能独立探究汽车过拱形桥最高点和凹形 桥最低点的压力问题。
3.能运用匀速圆周运动公式和牛顿运动定 律分析生活中的圆周运动问题。

回顾圆锥摆知识:
θ
F r
F合 O
G

沿光滑漏斗做圆周运动的小球

FN

θ

m

r F合 O

mgθ ω

处理圆周运动问题的基本思路

提供物体做匀速 圆周运动的力

F=m v2 r

物体做匀速圆周 运动所需要的力

受力分析 “供需”平衡 物体做匀速圆 运动公式 周
从“供” “需”两方面研究做圆周运动的 物体



车 车

一、铁路的弯道







外轨

内轨

水平轨道转弯

修筑铁路时, 火车弯道应如 何设计呢?

火质量太大, 据F=man这个 弹力会很大,
会对轨道和
轮缘造成损 坏。

外轨对轮

FN

缘的弹力

FG

自主探究1(5分钟)
请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道
(要求:画简易模型,火车用矩形表示,轨道用水平面或斜面表示)
方案思想简述 画出草图、受力图 简单计算说明

学生展示1(3分钟)
在转弯处外轨 略高于内轨

提供火车转弯 的向心力的方 向是在水平方 向上还是在与 斜面平行的方
向上?

FN
θ
F合

类比
O

G
θ

思考与讨论(同桌或前后桌交流)
v0 ? gRtan?
若火车的速度大于或小于这个值 时,会怎么样呢?

学生展示2

1、当 v> gR tanθ : 轮缘受到外轨向内的弹力

FN

FN

GF

GF

θ

θ

2、当 v< gR tanθ : 轮缘受到内轨向外的弹力

列车速度过快,造成翻车脱轨事故
火车要大幅度 提速则铁路弯 道如何改变?

增大内外轨的高度差(轨道半径)
转弯时所需向心力几乎完全有重力G和支持了N 的合力提供

二 拱 形 桥 凹 形 桥

自 1、汽车质量m,通过凸桥最高点速度为v,桥

主 探

半径为r,求汽车在桥顶时对路面的压力多大?

究 【解】取竖直向下为正方向

2 :

由牛顿第二定律得:

凸 形

mg

? FN

?

v2 m
r



v2 ? FN ? mg ? m r

FN
Ga

由牛顿第三定律得:

FN ' ?

FN

?

mg

? m v2 r

凹 2、汽车质量m,通过凹桥最低点速度为v,桥半

形 桥

径为r,求汽车在最低点时对桥面的压力多大?

【解】取竖直向上为正方向

FN

由牛顿第二定律得:

a

FN

?

mg

?

m

v2 r

? FN

? mg

? m v2 r

G

由牛顿第三定律得:

FN ' ?

FN

?

mg

? m v2 r

拓展1:

FN

? FN

?

mg

?m

v2 r

mg=m

v2 r

v= gr

mg
FN=0 时, 汽车的速 度为多大?

当FN = 0 时,汽车脱离桥面,做平抛运动, 汽车及其中的物体处于完全失重状态。

拓展2
地球可以看作一个巨大的拱型桥,其半径
就是地球半径R,若汽车不断加速,则地面对
它的支持力就会变小,汽车速度多大时,支 持力会变成零?



流 星

拓展实验(当堂自测题6分钟)

在“水流星”的表演中,杯子在竖直面内做圆 周运动,到最高点时,杯口朝下,但杯中的水却不 会流下来,为什么呢?(用图中所标的量列式说明)

水 流 星

对杯中的水:

mg

?

FN

?

m

v2 l

v越小,FN越小

此时水刚好不流出。
表演“水流星”节目的演员,需要保证杯子在圆周运动最高点
的线速度 v ? gl

自我小结:研究圆周运动的思路
从“供”“需”两方面来进行研究: “供”——对物体受力分析,求沿半径方向
的合外力 “需”——确定物体轨道圆心、半径、用公
式求出所需向心力 “供”“需”平衡则做圆周运动



学霸百科 | 新词新语

All rights reserved Powered by 甜梦文库 9512.net

copyright ©right 2010-2021。
甜梦文库内容来自网络,如有侵犯请联系客服。zhit325@126.com|网站地图