人教版 (2019)必修第二册4 生活中的圆周运动教案配套ppt课件

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这是一份人教版 (2019)必修第二册4 生活中的圆周运动教案配套ppt课件，共28页。PPT课件主要包含了火车转弯，汽车过拱形桥，航天器中的失重现象，离心运动等内容，欢迎下载使用。

问题在铁路转弯处，稍微留意一下，就能发现，内、外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗？
圆周运动是一中常见的运动形式，在生活中具有广泛的应用
火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有向心加速度。是什么力使它产生向心加速度?与汽车轮胎不同的是，火车的车轮上有突出的轮缘
1.当 v=v0时，火车对内外轨道都不产生挤压2.当 v>v0时，火车对外轨道产生挤压3.当 v汽车在水平路面上转弯时，由什么力提供向心力？
实际上，赛道和公路弯道又是如何呢？
将路面倾斜的原因是让支持力与竖直方向成一角度，这样支持力的水平分力就可以提供部分向心力，减小静摩擦力的负担。
分析汽车在最高点最低点向心力的来源
有一辆质量为 800 kg 的小汽车驶在圆弧半径为 50 m 的拱桥。（ g =10 N/kg ）（1）汽车到达桥顶时速度为 5 m/s ，汽车对桥的压力是多大？（2）汽车以多大速度经过桥顶时恰好腾空，对桥没有压力？（3）汽车对地面的压力过小是不安全的。从这个角度讲，汽车过桥的速度不能过大。对于同样的车速，拱桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全？
汽车在拱形桥上但不在最高点时，又该如何分析汽车所受的向心力？
将重力沿半径方向、切线方向进行正交分解，由重力沿半径方向的分力、支持力的合力提供向心力。
可以把地球看作一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径R。地面上有一辆汽车在行驶，所受重力G=mg，地面对它的支持力为N。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0？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？驾驶员各部分之间的压力是多少？他这时可能有什么感觉？
上面“思考与讨论”中描述的场景其实已经实现了，不过不是在汽车上，而是在航天器中。我们以绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船为例做些说明。当飞船距地面高度为100~200km时，他的轨道半径近似等于地球半径R，航天员受到的地球引力近似等于他在地面受到的重力mg。当飞船的运行速度达到多少时，航天员处于完全失重状态？
做圆周运动的物体，由于惯性，总有沿着切线方向飞出去的倾向。但是物体没有飞出去，这是因为向心力在拉着它，使它与圆心的距离保持不变。一旦向心力突然消失，物体就会沿切线方向飞出去。除了向心力突然消失这种情况外，在合力不足以提供所需的向心力时，物体虽然不会沿切线飞去，也会逐渐远离圆心。这里描述的运动叫离心运动。
洗衣机脱水时利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉；纺织厂也用这样的方式使棉纱、毛线、纺织品干燥。在炼钢厂中，把熔化的钢水浇入圆柱形模子，模子沿圆柱的中轴线高速旋转，钢水由于离心运动趋于周壁，冷却后就形成无缝钢管。水泥管道和水泥电线杆的制造也可以采用这种离心制管技术。借助离心机，医务人员可以从血液中分离出血浆和红细胞。
在水平公路上行驶的汽车，如果转弯时的速度过大，所需向心力F很大，大于最大静摩擦力f，汽车将做离心运动而造成事故。因此，在公路弯道，车辆不允许超过规定的速度。高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的最大转速。转速过高时，砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。
质量为 2.0 t 的汽车在水平公路上行驶，轮胎与路面之间的最大静摩擦力为 1.5×104 N 。汽车经过半径为 50 m 的弯路时，如果车速达到 72 km/h ，这辆车会不会发生侧滑？
车速达到72 km/h，这辆车会发生侧滑
有一种叫“飞椅”的游乐项目。长为 L 的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为 r 的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度 ω 匀速转动时，钢绳和转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为 θ 。不计钢绳重力。分析转盘转动的角速度 ω 与夹角 θ 的关系。

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