《生活中的圓周運(yùn)動(dòng)》圓周運(yùn)動(dòng)PPT優(yōu)秀課件
第一部分內(nèi)容：學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.會(huì)分析火車轉(zhuǎn)彎、汽車過(guò)拱橋等實(shí)際運(yùn)動(dòng)問(wèn)題中向心力的來(lái)源，能解決生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題.
2.了解航天器中的失重現(xiàn)象及原因.
3.了解離心運(yùn)動(dòng)及物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件，知道離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用及危害.
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生活中的圓周運(yùn)動(dòng)PPT，第二部分內(nèi)容：01梳理教材 夯實(shí)基礎(chǔ)
火車轉(zhuǎn)彎
1.如果鐵道彎道的內(nèi)外軌一樣高，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，由______________提供向心力，由于質(zhì)量太大，因此需要很 的向心力，靠這種方法得到向心力，不僅鐵軌和車輪極易受損，還可能使火車側(cè)翻.
2.鐵路彎道的特點(diǎn)
(1)彎道處外軌_________內(nèi)軌.
(2)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力不是豎直向上的，而是斜向彎道的_________ .支持力與重力的合力指向_________.
(3)在修筑鐵路時(shí)，要根據(jù)彎道的_________和_________，適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力幾乎完全由__________________來(lái)提供.
拱形橋
航天器中的失重現(xiàn)象
1.向心力分析：宇航員受到的地球 _____與座艙對(duì)他的_____的合力提供向心力，由牛頓第二定律：__________＝m_____，所以FN＝__________.
2.完全失重狀態(tài)：當(dāng)v＝_____時(shí)，座艙對(duì)宇航員的支持力FN＝0，宇航員處于__________狀態(tài).
離心運(yùn)動(dòng)
1.定義：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體沿切線飛出或做__________圓心的運(yùn)動(dòng).
2.原因：向心力突然__________或合力____________________.
3.離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止
(1)應(yīng)用：離心干燥器；洗衣機(jī)的__________；離心制管技術(shù)；分離血漿和紅細(xì)胞的離心機(jī).
(2)防止：轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪的轉(zhuǎn)速不能太高；在公路彎道，車輛不允許超過(guò)__________.
即學(xué)即用
1.判斷下列說(shuō)法的正誤.
(1)鐵路的彎道處，內(nèi)軌高于外軌.( )
(2)汽車駛過(guò)拱形橋頂部時(shí)，對(duì)橋面的壓力等于車重.( )
(3)汽車行駛至凹形橋底部時(shí)，對(duì)橋面的壓力大于車重.( )
(4)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的航天器中的宇航員處于完全失重狀態(tài)，故不再受重力.( )
(5)航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體所受合力為零.( )
(6)做離心運(yùn)動(dòng)的物體可以沿半徑方向向外運(yùn)動(dòng).( )
2.如圖1所示，汽車在通過(guò)水平彎道時(shí)，輪胎與地面間的摩擦力已達(dá)到最大值，若汽車轉(zhuǎn)彎的速率增大到原來(lái)的 倍，為使汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)仍不打滑，其轉(zhuǎn)彎半徑應(yīng)變?yōu)樵瓉?lái)的____倍.
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生活中的圓周運(yùn)動(dòng)PPT，第三部分內(nèi)容：02探究重點(diǎn) 提升素養(yǎng)
火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題
1.彎道的特點(diǎn)
鐵路彎道處，外軌高于內(nèi)軌，若火車按規(guī)定的速度v0行駛，轉(zhuǎn)彎所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，即mgtan θ＝mv 20R，如圖2所示，則v0＝gRtan θ，其中R為彎道半徑，θ為軌道平面與水平面間的夾角.
2.速度與軌道壓力的關(guān)系
(1)當(dāng)火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時(shí)，所需向心力僅由重力和支持力的合力提供，此時(shí)內(nèi)外軌道對(duì)火車無(wú)擠壓作用.
(2)當(dāng)火車行駛速度v>v0時(shí)，外軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力.
(3)當(dāng)火車行駛速度v<v0時(shí)，內(nèi)軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力.
例1 鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，已知內(nèi)外軌道平面與水平面的夾角為θ，如圖3所示，彎道處的圓弧半徑為R，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度等于________，則
A.內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓
B.外軌對(duì)外側(cè)車輪輪緣有擠壓
C.這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力等于mg/cos θ
D.這時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力大于mg/cos θ
針對(duì)訓(xùn)練 (多選)公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶.如圖4所示，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為v0時(shí)，汽車恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì).則在該彎道處
A.路面外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低
B.車速只要低于v0，車輛便會(huì)向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)
C.車速雖然高于v0，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)
D.當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，v0的值變小
汽車過(guò)橋問(wèn)題與航天器中的失重現(xiàn)象
1.拱形橋問(wèn)題
(1)汽車過(guò)拱形橋(如圖5)
汽車在最高點(diǎn)滿足關(guān)系：mg－FN＝mv2/R，即FN＝mg－mv2/R.
①當(dāng)v＝gR時(shí)，F(xiàn)N＝0.
②當(dāng)0≤v<gR時(shí)，0<FN≤mg.
③當(dāng)v>gR時(shí)，汽車將脫離橋面做平拋運(yùn)動(dòng)，易發(fā)生危險(xiǎn).
說(shuō)明：汽車通過(guò)拱形橋的最高點(diǎn)時(shí)，向心加速度向下，汽車對(duì)橋的壓力小于其自身的重力，而且車速越大，壓力越小，此時(shí)汽車處于失重狀態(tài).
(2)汽車過(guò)凹形橋(如圖6)
說(shuō)明：汽車通過(guò)凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度向上，而且車速越大，壓力越大，此時(shí)汽車處于超重狀態(tài).由于汽車對(duì)橋面的壓力大于其自身重力，故凹形橋易被壓垮，因而實(shí)際中拱形橋多于凹形橋.
2.繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星、飛船、空間站處于完全失重狀態(tài).
例2 (2018·山西省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高一下期中)如圖7所示，地球可以看成一個(gè)巨大的拱形橋，橋面半徑R＝6 400 km，地面上行駛的汽車中駕駛員的重力G＝800 N，在汽車不離開(kāi)地面的前提下，下列分析中正確的是
A.汽車的速度越大，則汽車對(duì)地面的壓力也越大
B.不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都等于800 N
C.只要汽車行駛，駕駛員對(duì)座椅壓力大小都小于他自身的重力
D.如果某時(shí)刻速度增大到使汽車對(duì)地面壓力為零，則此時(shí)駕駛員會(huì)有超重的感覺(jué)
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生活中的圓周運(yùn)動(dòng)PPT，第四部分內(nèi)容：03隨堂演練 逐點(diǎn)落實(shí)
1.(火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題)(多選)全國(guó)鐵路大面積提速，給人們的生活帶來(lái)便利.火車轉(zhuǎn)彎可以看成是在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火車速度提高會(huì)使外軌受損.為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時(shí)外軌受損這一難題，以下措施可行的是
A.適當(dāng)減小內(nèi)外軌的高度差
B.適當(dāng)增加內(nèi)外軌的高度差
C.適當(dāng)減小彎道半徑
D.適當(dāng)增大彎道半徑
2.(航天器中的失重現(xiàn)象)(多選)航天飛機(jī)在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，關(guān)于航天員，下列說(shuō)法中正確的是
A.航天員受到的重力消失了
B.航天員仍受重力作用，重力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力
C.航天員處于超重狀態(tài)
D.航天員對(duì)座椅的壓力為零
3.(離心現(xiàn)象)在冬奧會(huì)短道速滑項(xiàng)目中，運(yùn)動(dòng)員繞周長(zhǎng)僅111米的短道競(jìng)賽.比賽過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員在通過(guò)彎道時(shí)如果不能很好地控制速度，將發(fā)生側(cè)滑而摔離正常比賽路線.如圖10所示，圓弧虛線Ob代表彎道，即正常運(yùn)動(dòng)路線，Oa為運(yùn)動(dòng)員在O點(diǎn)時(shí)的速度方向(研究時(shí)可將運(yùn)動(dòng)員看做質(zhì)點(diǎn)).下列論述正確的是
A.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力方向背離圓心
B.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力大于所需要的向心力
C.若在O點(diǎn)發(fā)生側(cè)滑，則滑動(dòng)的方向在Oa左側(cè)
D.若在O點(diǎn)發(fā)生側(cè)滑，則滑動(dòng)的方向在Oa右側(cè)與Ob之間
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