《新设计物理必修二教科课件：第二章 匀速圆周运动1.2.3 1.2.4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新设计物理必修二教科课件：第二章 匀速圆周运动1.2.3 1.2.4（47页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 1 2 3 圆周运动的实例分析 1 2 4 圆周运动与人类文明 选学 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 学习目标核心凝炼 1 会分析具体问题问题 中的向心力来源 能用匀速圆圆周运 动规动规 律分析 处处理生产产和生活中的实实例 4个实实例 汽车过车过 拱形 桥桥 旋转转秋千 火车车 转转弯 离心运动动 2 了解什么是离心运动动 知道物体做离心运动动的条 件 3 列举实举实 例 了解圆圆周运动动在人类类文明进进程中的广泛 应应用 认识认识 到圆圆周运动对动对 人类类文明发发展的重大影 响 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务
2、学科素养落实 一 汽车过拱形桥 观图助学 汽车经过车经过 拱形桥顶桥顶 点时时 竖竖直方向受到重力和支持力作用 那么 是什么力提 供向心力 答案 重力和支持力的合力提供向心力 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 2 对桥对桥 的压压力 N 3 结论结论 汽车对桥车对桥 的压压力 汽车车的重力 而且汽车车速度越大 对桥对桥 的 压压力 mg N 小于 越小 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 理解概念 判断下列说说法的正误误 1 汽车驶过车驶过 凸形桥桥最高点时时 重力和支持力的合力提供向心力 2 汽车驶过车驶过 凸形桥桥最高点时时 对桥对桥 面的压压力等于车车重
3、 3 汽车驶过车驶过 凸形桥桥最高点时时 对桥对桥 的压压力可能等于零 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 二 旋转秋千 观图助学 旋转转秋千 匀速转动时转动时 吊椅做圆圆周运动动 忽略空气阻力 吊椅受到哪几个 力的作用 是什么力提供向心力 答案 吊椅的轨轨迹圆圆在水平面内 吊椅受到重力和绳绳子的拉力的作用 重力和 绳绳子的拉力的合力提供吊椅做圆圆周运动动的向心力 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 1 圆周运动的半径 如图图所示 r lsin 2 向心力来源 由重力和悬线悬线 拉力的 提供 即F合 mgtan 3 动力学方程 mgtan m 2lsin 合力
4、探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 理解概念 判断下列说说法的正误误 1 旋转转秋千 的吊椅在竖竖直面内做圆圆周运动动 2 旋转转秋千 转转得越快 吊椅就会离转轴转轴 越远远 3 体重越大的人坐在秋千上旋转时转时 缆绳缆绳 与中心轴轴的夹夹角越小 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 三 火车转弯 观图助学 1 火车车轮车车轮 有突出的边缘边缘 在铁轨铁轨 上起到限定方向的作用 如果让让火车车在水 平路基上转转弯 外轨轨与轮缘轮缘 的挤压挤压 摩擦会产产生磨损损 而火车车有着巨大的质质量 特别别是当高速转转弯时时 火车车会将外轨挤轨挤 断 发发生严严重的交通事故
5、在这这种设设 计计方案中 火车转车转 弯的向心力由什么力提供 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 答案 外轨对轮缘轨对轮缘 的弹弹力提供了向心力 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 2 在通常的设计设计 中 为为了减轻轮缘轻轮缘 与外轨轨的挤压挤压 总总是使转转弯处处的外轨轨略高于内 轨轨 火车转车转 弯时时 铁轨对铁轨对 火车车的支持力N的方向不再是竖竖直的 而是斜向弯道的内 侧侧 在这这种设计设计 方案中 火车转车转 弯的向心力由什么力提供 答案 火车车的重力mg与铁轨对铁轨对 火车车的支持力N的合力指向圆圆心 为为火车转车转 弯提供了 一部分向心力 探究
6、核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 1 运动特点 火车转车转 弯时实际时实际 是在做 运动动 因而具有向心加速度 由于其质质 量巨大 所以需要很大的 力 2 向心力来源 1 内外轨轨等高的路面 由 对轮缘对轮缘 的弹弹力提供向心 力 这样铁轨这样铁轨 和车轮车轮 极易受损损 圆圆周 向心 外轨轨 重力mg 支持力Nmgtan 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 理解概念 判断下列说说法的正误误 1 火车车弯道的半径很大 故火车转车转 弯需要的向心力很小 2 铁铁路的弯道处处 内轨轨高于外轨轨 3 火车转车转 弯时时的向心力是车轨车轨 与车轮间车轮间 的挤压挤压 提供的
7、 4 火车车按规规定的速率转转弯时时 内外轨轨都几乎不受火车车的挤压挤压 作用 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 四 离心运动 观图助学 转动转动 雨伞伞 可以将伞伞上的雨水从边缘边缘 甩出去 衣物是吸水的 洗衣机的脱水桶 高速转动时转动时 可以将衣服的水分甩出去 初步达到干燥衣服的目的 那么 衣物 对对水分的吸力能提供高速转动转动 的水滴所需的向心力吗吗 水滴离开衣物后将沿什 么方向运动动 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 1 定义 在做圆圆周运动时动时 由于合外力提供的向心力 或 以致 物体沿圆圆周运动动的 方向飞飞出或 而去的运动动叫做离心 运动动 2
8、 离心机械 利用离心运动动的机械叫做离心机械 常见见的离心机械有 消失不足 切线线远远离圆圆心 洗衣机 的脱水筒离心机 限速 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 理解概念 判断下列说说法的正误误 1 离心运动动的方向一定沿圆圆周的切线线方向 2 汽车车在转转弯时为时为 防止侧侧滑需要减速运动动 3 做圆圆周运动动的物体只有突然失去向心力时时才做离心运动动 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 汽车过拱形桥 要点归纳 1 汽车在拱形桥最高点 如图图1 图图1 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 2 汽车在凹形桥最低点 如图图2 图图2 探究 核心要点
9、突破 完成 课前学习任务学科素养落实 试题案例 例1 如图图3所示 质质量m 2 0 104 kg的汽车车以不变变的速率先后 驶过驶过 凹形桥桥面和凸形桥桥面 两桥桥面的圆圆弧半径均为为20 m 如 果桥桥面承受的压压力不得超过过3 0 105 N 则则 1 汽车车允许许的最大速率是多少 2 若以所求速度行驶驶 汽车对桥车对桥 面的最小压压力是多少 g取10 m s2 图图3 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 思路探究 1 汽车车在何位置对对路面的压压力最大 2 汽车车在何位置对对路面的压压力最小 提示 1 汽车经过车经过 凹形路面时时 向心加速度方向向上 汽车处车处 于超重
10、状态态 在 凹形桥桥底部时时 汽车对车对 路面的压压力最大 2 汽车经过车经过 凸形路面时时 向心加速度方向向下 汽车处车处 于失重状态态 在凸形桥桥 顶顶部时时 汽车对车对 路面的压压力最小 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 答案 1 10 m s 2 1 0 105 N 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 解答汽车过拱形桥问题的一些方法 1 通过过分析受力 找出提供的向心力列方程求解 是解答该类该类 最基本的方 法 2 一般在拱形桥桥的最低点或最高点分析受力 列动动力学方程 3 车对桥车对桥 面压压力与桥桥面对车对车 支持力之间间的关系要根据牛顿顿第三定律
11、来确 定 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 针对训练1 一辆辆运输输西瓜的小汽车车 可视为质视为质 点 以大小为为v 的速度经过经过 一座半径为为R的拱形桥桥 在桥桥的最高点 其中一 个质质量为为m的西瓜A 位置如图图4所示 受到周围围的西瓜对对它的 作用力的大小为为 图图4 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 答案 C 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 观察探究 火车车在铁轨铁轨 上转转弯可以看成是匀速圆圆周运动动 如图图5所示 请请思考下列问题问题 1 轨轨道平面与水平面之间间的夹夹角为为 转转弯半径为为R 则则火车车行驶驶速度多大 轨轨
12、道才不受挤压挤压 2 火车转车转 弯时时速度过过大或过过小 会对对哪侧轨侧轨 道有侧压侧压 力 火车 汽车转弯问题 图图5 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 图图6 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 试题案例 例2 有一列质质量为为100 t的火车车 以72 km h的速率匀速通过过一个内外轨轨一样样高的 弯道 轨轨道半径为为400 m g取10 m s2 1 试计试计 算铁轨铁轨 受到的侧压侧压 力 2 若要使火车车以此速率通过过弯道 且使铁轨铁轨 受到
13、的侧压侧压 力为为零 可以适当倾倾 斜路基 试计试计 算路基倾倾斜角度 的正切值值 思路探究 1 火车车通过过内外轨轨一样样高的弯道时时 是什么力提供火车转车转 弯所需要的向心力 2 火车车安全通过过内低外高的弯道时时 是什么力提供火车转车转 弯所需要的向心力 提示 1 火车车通过过内外轨轨一样样高的弯道时时 外轨对轮缘轨对轮缘 的侧压侧压 力提供火车转车转 弯所需要的向心力 2 火车车安全通过过内低外高的弯道时时 重力和铁轨对铁轨对 火车车的支持力的合力提供火 车转车转 弯所需要的向心力 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 答案 1 1 105 N 2 0 1 探究 核心要点
14、突破 完成 课前学习任务学科素养落实 解决 火车 汽车转弯 类问题的关键 1 分析清楚向心力来源 火车车安全通过过内低外高的弯道时时 重力和铁轨对铁轨对 火 车车的支持力的合力提供火车转车转 弯的向心力 汽车车 摩托车赛车赛 道转转弯处处 高速 公路转转弯处设计处设计 成外高内低 也是尽量使车车受到的重力和支持力的合力提供向 心力 2 转转弯时轨时轨 道平面和圆圆心 火车转车转 弯的 或高速公路弯道处处的汽车车 圆轨圆轨 道是 水平轨轨道 所以合力的方向水平指向圆圆心 3 规规定速度的唯一性 铁铁路弯道一旦筑成 转转弯处处的规规定速率就是唯一的 火 车车只有按规规定速率转转弯 内 外轨轨才不受
15、火车车的挤压挤压 速率过过大时时 由重 力 支持力及外轨对轮缘轨对轮缘 的挤压挤压 力的合力提供向心力 速率过过小时时 由重 力 支持力及内轨对轮缘轨对轮缘 的挤压挤压 力的合力提供向心力 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 针对训练2 2018 安徽师范大学附属中学高一下期中 近年来我 国高速铁铁路发发展迅速 现现已知某新型国产产机车总质车总质 量为为m 如图图7已知两轨间宽轨间宽 度为为L 内外轨轨高度差为为h 重力加速度 为为g 如果机车车要进进入半径为为R的弯道 请问请问 该该弯道处处的 设计设计 速度最为为适宜的是 图图7 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素
16、养落实 答案 A 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 观察探究 如图图8所示 链链球比赛赛中 高速旋转转的链链球被放手后会飞飞出 汽车车高速转转弯时时 若摩擦力不足 汽车车会滑出路面 请请思考 离心运动 图图8 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 1 链链球飞飞出 汽车车滑出是因为为受到了离心力吗吗 2 物体做离心运动动的条件是什么 答案 1 不是 是因为为向心力突然消失或不足 2 物体受的合外力消失或小于圆圆周运动动需要的向心力 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 探究归纳 1 物体做离心运动的原因 提供向心力的外力突然消失 或者外力不能提供足够够的向 心力 2 合外力与向心力的关系 探究 核心要点突破 完成 课前学习任务学科素养落实 试题案例 例3 如图图9所示 高速公路转转弯处处弯道圆圆半径R 100 m 汽车轮车轮 胎与路面间间的动动摩 擦因数 0 23 最大静摩擦力与滑动动摩擦力相等 若路面是水平的 问问汽车转车转 弯 时时不发发生径向滑动动 离心现现象 所允许许的最大速率vm为为多大 当超过过vm时时 将会出 现现什么现现象
