圆周运动的案例分析课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,ppt课件,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2.3,圆周运动的案例分析,澄合矿务局高级中学 高朝妮,1,ppt课件,2.3圆周运动的案例分析澄合矿务局高级中学 高朝妮1pp,圆周运动的,案,例分析,1.,理解向心力的来源，并能对具体实例进行分析和计算,2,掌握牛顿第二定律在圆周运动中的应用,3,通过具体分析生活中的圆周运动问题，掌握处理这类问题的思路和方法,教学目标,2,ppt课件,圆周运动的案例分析教学目标2ppt课件,一、向心力的求解公式有哪几个？,二、向心力的方向：向心力的方向总是指向,_,，与线速度方向,_,，,所以只改变速度的,_,，不改变速度的,_,。,三、向心力来源：分析和解决圆周运动问题的关键是弄清楚向心力的来源。,a:,向心力是按作用效果命名的力；（效果力）,b,：,一个力,、,一个力的分力,、或,几个力的合力,都可以提供向心力。,C,:不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到物体的作用力以外，还要另外受到向心力作用。,F,n,=,ma,n,=,mv,2,/r,=,mrw,2,=,圆心,垂直,复习回顾,方向,大小,3,ppt课件,一、向心力的求解公式有哪几个？Fn=man=mv2/r=mr,一,、,分析游乐场中的圆周运动,在游乐场，我们乘坐过山车时，常常会被吓得高声尖叫，心惊胆战，过山车能从高高的圆形轨道顶部轰然而过，车与人却不掉下来，这是为什么呢？,问题设计,教授新知,4,ppt课件,一、分析游乐场中的圆周运动,mg,N,用如图所示装置模拟过山车游戏,根据生活经验可知,当小球速度较大时，小球能通过最高点，当小球速度较小时，小球不能通过最高点，,阅读课本,32,页，思考下列问题。,分析其中原因。,（1）假设物体（车和人整体）以某速度通过最高点，需要的向心力大小取决于什么？,（2）通过轨道顶端什么力给它提供向心力？通过时速度大小不同，受力有怎样可能的情况？,（3）物体能沿圆周通过最高点，在最高点的速度要满足什么条件？,阅读思考,5,ppt课件,mgN 用如图所示装置模拟过山车游戏,根据生活经验可,一,、,分析游乐场中的圆周运动,游乐场中的过山车能从高高的圆形轨道顶部轰然而过，车与人却掉不下来，这是为什么呢？,问题设计,提示：,当过山车在竖直面内做圆周运动到达,最高点,时，当所需要的向心力大于或等于车的重力时，车与人就不会掉下来,此时重力只改变过山车的速度方向，不会使车掉下来。,为了乘客的安全，过山车会镶嵌在轨道的槽内，同时乘客束缚上安全带,。,6,ppt课件,一、分析游乐场中的圆周运动游乐场中的过山车能从高高的圆形轨道,竖直面内的“轻绳模型”的临界问题,轻绳模型,(1),绳,(,内轨道,),施力特点：只能施加向下的拉力,(,或压力,),(2),在最高点的动力学方程,(3),在最高点的临界条件,T,0,，此时,mg,m,，则,v,.,v,时，拉力或压力为,v,时，小球受向,的拉力或压力,v,时，小球,(,填,“,能,”,或,“,不能,”),达到最高点即轻绳的临界速度为,.,零,下,不能,模型总结,7,ppt课件,竖直面内的“轻绳模型”的临界问题轻绳模型(1),用细绳栓着质量为,m,的物体,在竖直平面内做圆周运动,则下列说法正确的是,:,A,、小球过最高点时,绳子的张力可以为零；,B,、小球过最高点时的最小速度为零,C,、小球刚好过最高点时的速度是,D,、小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反,巩固训练,1,AC,8,ppt课件,用细绳栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周,运用向心力公式解题的步骤：,（,4,）,解方程，对结果进行必要的讨论。,（,1,）明确研究对象，,确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。,（,2,）,确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。,（,3,）,建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力公式列方程。,方法总结,9,ppt课件,运用向心力公式解题的步骤：（4）解方程，,二、研究运动物体转弯时的向心力,生活中经常遇到运动物体转弯的问题，如田径，,滑冰运动员,在弯道处的,转弯,，,自行车，摩托车，汽车，火车,也不时的需要,转弯,。许多物体在转弯时所做的运动，都可以看成一种,局部的圆周运动,那么做这种圆周运动的向心力是从哪里获得呢？,生活实例,需要向心力,10,ppt课件,二、研究运动物体转弯时的向心力 生活中经常遇到运动物体,二、研究运动物体转弯时的向心力,经验告诉我们，摩托车、滑冰运动员、,自行车转弯时，车与人会向弯道的,内侧,倾斜，你知道其中的原因吗？自行车与竖直方向夹角与什么因素有关？,问题设计,1,：自行车转弯问题,mg,N,F,合,提供,向心力,答案：,以人和车整体为研究对象，重力与,地面对车的作用力,的合力提供向心力，有,mgtan=,得,tan=v,2,/Rg,解题步骤：研究对象,-,受力分析,-,列方程,-,求解,11,ppt课件,二、研究运动物体转弯时的向心力 经验告诉我们，摩,二、研究运动物体转弯时的向心力,观察图分析汽车在平直路面上转弯时，是怎样获得向心力的,？,问题设计,2,：汽车转弯问题,2,汽车在水平路面上转弯时,，地面的,提供向心力，其表达式为,_,.,由于地面的静摩擦力不能大于最大静摩擦力，因此汽车在转弯处的速度不能大于,.,mg,F,摩,提供,向心力,静摩擦力,F,f,N,解题步骤：研究对象,-,受力分析,-,列方程,-,求解,12,ppt课件,二、研究运动物体转弯时的向心力 观察图分析汽车在平,巩固训练,2,解析：设最大静摩擦力为,F,m,则有,F,m,=,，当速度加倍时，半,径变为原来的,4,倍。所以,D,正确,。,汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力达到最大，当汽车速度增为原来的,2,倍时，则汽车拐弯的半径必须（）,A.,减为原来的,1/2,。,B.,减为原来的,1/4,。,C.,增,为原来的,2,倍。,D.,增为原来的,2,倍。,D,13,ppt课件,巩固训练2解析：设最大静摩擦力为Fm,则有,二、研究运动物体转弯时的向心力,观察图了解并分析火车转弯时是怎么获得向心力的？,问题设计,3,：火车转弯问题,14,ppt课件,二、研究运动物体转弯时的向心力 观察图了解并分析,为了使铁轨不容易损坏，在转弯处使外轨略高于内轨，受力分析如下，重力和支持力的合力提供了向心力；这样，外轨就不受轮缘的挤压了。,15,ppt课件,为了使铁轨不容易损坏，在转弯处使外轨略高于内轨，受力分析如下,巩固训练,3,16,ppt课件,巩固训练316ppt课件,游客乘坐过山车，在轨道最低点处获得向心加速度达到,20m/s,2,，,g,取,10,m/s,2,，那么此位置对游客的作用力相当于游客重力（）倍倍倍倍,案例,1,解析：以,游客,为研究对象,受力分析,得游客受重力和支持力，由,牛顿第二定律,得：,mg=ma,所以,N=3mg,解题步骤：研究对象,-,受力分析,-,列方程,-,求解,17,ppt课件,游客乘坐过山车，在轨道最低点处获得,一辆汽车,m=2.0,10,3,kg,在水平公路上行驶，经过半径,r=50m,的弯路时，如果车速度,v=72km/h,，这辆汽车会不会发生事故？已知轮胎与路面间的最大静摩擦力,f,m,=1.4,10,4,N,。,解：这辆,汽车,经过弯路时所需向心力,据题意，最大静摩擦力只为,1.4,10,4,N,，所以汽车会发生事故,案例,2,18,ppt课件,一辆汽车m=2.0103kg在水平公路上行驶,“,水流星”模型,杂技演员表演“水流星”节目，我们发现不管演员怎样抡，水都不会从杯里洒出，甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出。这是为什么？,解析：取杯中的水为,研究对象,:,杯中的水是在,竖直平面内,作圆周运动,在最高点时受到两个力的作用：,重力和杯底对水的弹力,有,:N+mg=mv,2,/r,案例,3,19,ppt课件,“水流星”模型 杂技演员表演“水流星,课堂总结,方法总结：运用向心力公式解题的步骤，,确定,研究对象,-,受力分析,-,列方程,-,求解,20,ppt课件,课堂总结方法总结：运用向心力公式解题的步骤，确定研究对象-,谢谢大家！,再见！,21,ppt课件,谢谢大家！再见！21ppt课件,