高一物理：5.7《生活中的圆周运动》课件1(新人教版)必修2

欢迎进入物理课堂 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一 第7节生活中的圆周运动 知识点二 考向一 考向二 随堂基础巩固 第五章曲线运动 课时跟踪训练 知识点三 考向三 自学教材 1 铁路的弯道 1 火车在弯道上的运动特点 火车在弯道上运动时做 因而具有向心加速度 由于其质量巨大 需要很大的 2 转弯处内外轨一样高的缺点 如果转弯处内外轨一样高 则由对轮缘的弹力提供向心力 这样铁轨和车轮极易受损 圆周运动 向心力 外轨 3 铁路弯道的特点 转弯处略高于 铁轨对火车的支持力不是竖直向上的 而是斜向弯道 铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的圆心 它提供了火车做圆周运动的 外轨 内轨 内侧 向心力 2 拱形桥 1 向心力来源 最高点和最低点 汽车做圆周运动 和的合力提供向心力 重力 桥面的支持力 图5 7 1 mg FN 小于 图5 7 2 FN mg 大于 mg FN 失重 无压力 2 对失重现象的认识 航天器内的任何物体都处于状态 但并不是物体不受重力 正因为受到重力作用才使航天器连同其中的乘员 完全失重 环绕地球转动 重点诠释 火车转弯的有关问题 1 转弯时的圆周平面 虽然外轨略高于内轨 但整个外轨是等高的 整个内轨也是等高的 因而火车在行驶过程中 火车的重心高度不变 即火车重心的轨迹在同一个水平面内 故火车做圆周运动的圆周平面是水平面 而不是斜面 火车的向心加速度和向心力均是沿水平方向指向圆心 1 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动 下列说法中正确的有 A 可以用天平测量物体的质量B 可以用水银气压计测舱内的气压C 可以用弹簧测力计测拉力D 在卫星内将重物挂于弹簧测力计上 弹簧测力计示数为零 但重物仍受地球的引力 解析 卫星内的物体处于完全失重状态 此时放在天平上的物体对天平的压力为0 因此不能用天平测量物体的质量 A错误 同理 水银也不会产生压力 故水银气压计也不能使用 B错误 弹簧测力计测拉力遵从胡克定律 拉力的大小与弹簧伸长量成正比 C正确 卫星内的重物处于完全失重状态 并不是不受重力 而是重力全部用于提供物体做圆周运动所需的向心力 D正确 答案 CD 自学教材 1 定义物体沿切线飞出或逐渐的运动 2 离心运动的原因向心力突然消失或合外力不足以提供所需 远离圆心 向心力 重点诠释 1 离心运动的实质离心运动实质是物体惯性的表现 做圆周运动的物体 总有沿着圆周切线飞出去的趋向 之所以没有飞出去 是因为受到向心力作用的缘故 从某种意义上说 向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切线方向拉到圆周上来 一旦作为向心力的合外力突然消失或不足以提供向心力 物体就会发生离心运动 2 离心运动的受力特点物体做离心运动并不是物体受到离心力作用 而是外力不能提供足够的向心力 所谓的 离心力 也是由效果命名的 实际并不存在 图5 7 3 2 下列有关洗衣机脱水筒的脱水原理说法正确的是 A 水滴受离心力作用 而沿背离圆心的方向甩出B 水滴受到向心力 由于惯性沿切线方向甩出C 水滴受到的离心力大于它受到的向心力 从而沿切线方向甩出D 水滴与衣服间的附着力小于它所需的向心力 于是沿切线方向甩出 答案 D 自学教材 图5 7 4 图5 7 5 特别提醒 对竖直平面内的圆周运动 1 要明确运动的模型 即绳或杆 2 由不同模型的临界条件分析受力 找到向心力的来源 3 杂技演员表演 水流星 在长为L 1 6m的细绳的一端 系一个与水的总质量为m 0 5kg的盛水容器 以绳的另一端为圆心 在竖直平面内做圆周运动 如图5 7 6所示 若 水流星 通过最高点时的速率为4m s 则下列说法正确的是 取g 10m s2 图5 7 6 A 水流星 通过最高点时 没有水从容器中流出B 水流星 通过最高点时 绳的拉力及容器底部受到的压力均为零C 水流星 通过最高点时 处于完全失重状态 不受力的作用D 水流星 通过最高点时 绳子的拉力大小为5N 答案 AB 例1 有一列重为100t的火车 以72km h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道 轨道半径为400m g取10m s2 1 试计算铁轨受到的侧压力 2 若要使火车以此速率通过弯道 且使铁轨受到的侧压力为零 我们可以适当倾斜路基 试计算路基倾斜角度 的正切值 思路点拨 第 1 问中 外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需要的向心力 第 2 问中 重力和铁轨对火车的支持力的合力提供火车转弯的向心力 答案 1 105N 2 0 1 借题发挥 1 处理这类题目需要弄清两个方面的问题 一是向心力来源 二是火车转弯时轨道平面和圆心 2 汽车 摩托车赛道拐弯处 高速公路转弯处设计成外高内低 也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力 1 如图5 7 7所示 若火车按规定速率转弯时 内 外轨对车轮皆无侧向压力 当火车以小于规定速率转弯时 图5 7 7 A 仅内轨对车轮有侧压力B 仅外轨对车轮有侧压力C 内 外轨对车轮都有侧压力D 内 外轨对车轮都无侧压力解析 当火车以规定的速率转弯时 恰好是重力与支持力的合力提供向心力 一旦火车以小于规定速率转弯 所需要的向心力小于重力与支持力的合力 此时内轨会产生对车轮的侧压力 故选项A正确 答案 A 例2 质量m 2 0 104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面 两桥面的圆弧半径均为60m 如果桥面承受的压力不得超过3 0 105N 则 g取10m s2 1 汽车允许的最大速率是多少 2 若以所求速率行驶 汽车对桥面的最小压力是多少 思路点拨 汽车在拱桥上运动时 对凹形桥的压力大于其重力 而对凸形桥则压力小于重力 由此可知 对凹形桥则存在一个允许最大速率 对凸形桥则有最小压力 可根据圆周运动知识 在最低点和最高点列方程求解 解析 如图所示 汽车驶至凹形桥面的底部时 合力向上 此时车对桥面压力最大 汽车驶至凸形桥面的顶部时 合力向下 此时车对桥面的压力最小 2 某人为了测定一个凹形桥的半径 在乘汽车通过凹形桥最低点时 他注意到车上的速度计示数为72km h 悬挂1kg钩码的弹簧测力计的示数为11 8N 则桥的半径为多大 g取9 8m s2 答案 200m 借题发挥 竖直平面内圆周运动的分析方法 1 明确运动的类型 是轻绳模型还是轻杆模型 2 明确物体的临界状态 即在最高点时物体具有最小速度时的受力特点 3 分析物体在最高点及最低点的受力情况 根据牛顿第二定律列式求解 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全