高中物理-必修2-5.7《生活中的圆周运动》(上课版)-新人教版演示教学.ppt

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1、高中物理-必修2-5.7《生活中的圆周运动》(上课版)-新人教版问题讨论1、什么叫向心加速度？其物理意义？公式如何？2、什么叫向心力？公式如何？3、火车转弯时，什么力提供向心力？为什么外轨高于内轨？4、汽车过拱形桥和凹形桥时，对桥的压力分别如何？4、航天器中的失重现象的本质是什么？5、离心运动的条件是什么？如何防止和利用？思考：在平直轨道上匀速行驶的火车，火车受几个力作用？这几个力的关系如何？那火车转弯时情况会有何不同呢？火车转弯时是在做圆周运动，那么是什么力提供向心力？实例一、铁路的弯道车轮的构造火车车轮有突出的轮缘车轮介绍

2、铁路的弯道——内外轨道一样高GN外轨对轮缘的弹力提供向心力.靠这种办法得到的向心力缺点是什么？如何解决这一实际问题？F合作与探究请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道设计方案思想简述画出草图简单计算说明可行性分析【学生活动】设计火车弯道学生分组讨论，提出可行性方案【最佳方案】外轨略高于内轨GFNF合α【方案剖析】火车转弯规定临界速度:解析：重力G与支持力FN的合力F合是使火车转弯的向心力GNF当很小时，NhF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?火车拐弯应以规定速度行驶

3、G【研究与讨论】如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？讨论：1.当v>,>F提合力不足以提供向心力外轨对轮缘有挤压；2.当v=,=F提合力恰好等于向心力内外轨对轮缘都无挤压3.当v<,v规定当火车行驶速率v>v规定时当火车行驶速率v

4、受到一个向心力，那就不对了。【物理与生活】2008年4月18日，我国铁路进行了第六次大提速，时速将达200公里以上，这必将为我国经济腾飞注入新的活力。假设你是一位从事铁路设计的工程师，你认为火车提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造？公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时，也可以看做圆周运动。那么是什么力提供汽车的向心力呢？思考：实例二、拱形桥二、汽车过桥123讨论质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力．汽车通过桥最高点时，车对桥的压力以“凸形桥”为例

5、分析：1、分析汽车的受力情况2、找圆心3、确定F合即F向心力的方向。4、列方程NG·F合=G-N思考：汽车在拱形桥顶端的速度不同，桥对车的支持力也不同，有什么不同呢？拓展凹形桥下面自己分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些?学生分析汽车通过最底点时车对桥(过水路面)的压力汽车对桥面的压力超重失重状态最高点最低点失重超重小结：说一说汽车不在拱形桥的最高点或最低点时，它的运动该如何求解？为什么？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

6、）(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？地球可以看做一个巨

7、大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。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？……思考与讨论该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中．汽车速度增大v思维拓展分析假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动,速率为V，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力．试求座舱对宇航员的支持力．通过求解你可以得出什么结论?三、航天器中的失重现象一宇宙飞船绕地球做匀速圆周

8、运动，距地面一二百千米时，它的轨道半径近似等于地球半径，航天员受到地球引力近似等于重力船舱对航天员的支持力为零，航天员处于失重状态。F=rvm2提供物体做圆周运动的向心力物体做圆周运动所需要的向心力当“供”“需”平衡时，物体做圆周运动小结想一想：当“供”“需”不平衡时，物体将