人教版高中物理必修二课件：5.7生活中的圆周运动 (共60张PPT).ppt

7生活中的圆周运动1．做匀速圆周运动的物体所受的合外力总是指向_____，所以
叫向心力，它是根据力的_________来命名的。
2.向心力公式：F=_____=_____=_____=___。
3．向心力总是指向_____，而线速度沿圆的切线方向，故向
心力始终与线速度_____，所以向心力的作用效果只是改变线
速度的_____，而不改变线速度的_____。
4．变速圆周运动的合力可以分解为沿半径与切线两个方向的
分力，径向分力产生___________，切向分力改变速度_____。一、铁路的弯道
1.运动特点：火车转弯时实际是在做_____运动，因而具有向
心加速度，由于其质量巨大，所以需要很大的_____力。
2.向心力来源：
(1)若转弯时内外轨一样高，则由_____对轮缘的弹力提供向
心力，这样铁轨和车轮极易受损。
(2)若内外轨有高度差，依据规定的行驶速度行驶，转弯时
向心力几乎完全由______和_________的合力提供。二、拱形桥三、航天器中的失重现象
1.向心力分析：宇航员受到的地球引力与座舱对他的支持力
的合力为他提供向心力，______=
2.支持力分析：FN=_________。
3.讨论:当v=_____时，座舱对宇航员的支持力FN=0,宇航员
处于_________状态。四、离心运动
1.定义:物体沿切线飞出或做_________圆心的运动。
2.原因:向心力突然_____或合外力不足以提供___________。
3.应用：洗衣机的_______，制作无缝钢管、水泥管道、
水泥电线杆等。【思考辨析】
1.判断正误：
(1)铁路的弯道处，内轨高于外轨。()
(2)汽车行驶至凸形桥顶时,对桥面的压力等于车重。()
(3)汽车过凹形桥底部时,对桥面的压力一定大于车重。()
(4)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员处于完全失重状态。()
(5)做离心运动的物体可以沿半径方向运动。()提示:(1)×。铁路的弯道处，内轨低于外轨。
(2)×。汽车行驶至凸形桥顶时,合力方向向下,对桥面的压力小于车重。
(3)√。汽车在凹形桥上行驶通过桥的底部时,合力方向向上,对桥面的压力一定大于车重。
(4)√。绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员所受重力完全提供向心力，处于完全失重状态。
(5)×。做离心运动的物体的运动轨迹可能沿切线方向，或是沿切线与圆周之间的某一曲线，但不会沿半径方向。2.问题思考：
(1)航天员在太空舱内处于完全失重状态，他们是不受重力作用了吗？

提示：他们仍然受重力作用，只不过重力全部提供了向心力，产生向心加速度。(2)做离心运动的物体是否受到离心力的作用?
提示:不是。物体做离心运动的原因是它受到的合力突然为零或比所需要的向心力小。离心力是人们在离心运动中一个以个人的主观意念增添的力,实际中离心力并不存在。一火车转弯问题
1.火车车轮的特点:火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨上运行时,车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面,这种结构特点,主要是避免火车运行时脱轨,如图所示。2.圆周平面的特点:弯道处外轨高于内轨,但火车在行驶过程中,重心高度不变,即火车的重心轨迹在同一水平面内,火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心。
3.向心力的来源分析:火车速度合适时,火车受重力和支持力作用,火车转弯所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供,合力沿水平方向,大小F=mgtanθ。4.规定速度分析：若火车转弯时只受重力和支持力作用，不受
轨道压力，则mgtanθ=可得v0=(R为弯道半径，
θ为轨道所在平面与水平面的夹角，v0为转弯处的规定速度)5.轨道压力分析:
(1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时,所需向心力仅由重力和弹力的合力提供,此时火车对内外轨道无挤压作用。
(2)当火车行驶速度v与规定速度v0不相等时,火车所需向心力不再仅由重力和弹力的合力提供,此时内外轨道对火车轮缘有挤压作用,具体情况如下。
①当火车行驶速度v>v0时,外轨道对轮缘有侧压力。
②当火车行驶速度v<v0时,内轨道对轮缘有侧压力。【特别提醒】(1)汽车、摩托车赛道拐弯处和高速公路转弯处设计成外高内低,也是为了减小车轮受到地面施加的侧向力的作用。
(2)火车拐弯时做匀速圆周运动,合力沿水平方向,而不是沿轨道斜面方向。【典例1】(2013·嘉兴高一检测)铁路在弯道处的内外轨道高
度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图所
示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于
则()
A．内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B．外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C．这时铁轨对火车的支持力等于
D．这时铁轨对火车的支持力大于【解题探究】(1)在铁路弯道处,内轨比外轨高还是低?
提示:内轨低于外轨。
(2)火车拐弯时按铁路的设计