【物理】生活中的圆周运动课件+-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.pptx

大,小,第,4,节,生活中的圆周运动,第六章,圆周运动,高中物理人教版（,2019,）必修第二册,为什么超速的火车会在拐弯处脱轨？,一、火车转弯,火车在水平轨道上转弯（内外轨高度相同）,N,F,G,根据牛顿第二定律,F,=,m,R,v,2,可知，由于火车的质量和速度都很大，需要的向心力必然很大，故轮缘和不仅轮缘与外轨很容易磨损，还因长期的挤压造成铁轨松动，以致火车侧翻向心力由外轨对轮缘的弹力提供,思考：火车需要的向心力应该沿什么方向？向心力由什么力提供？,火车在倾斜轨道上转弯（外轨略高于内轨）,外,内,N,r,G,N,F,合,轨道对轮缘无挤压，此时火车的速度为多大？,h,L,F,合,=,F,n,临界速度：,当,很小时，可近似的认为,tan,sin,=h/L,当,v,v,0,：,当,v,v,0,：,轮缘受到外轨向内的弹力,G,N,G,N,F,F,轮缘受到内轨向外的弹力,思考与讨论,赛车比赛的赛道和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的倾斜度，说说这样设计的原因,汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢,?,O,mg,F,N,F,f,二、汽车转弯,汽车转弯,汽车侧向所受的静摩擦力提供向心力,O,mg,F,N,F,f,高速路和赛道,转弯处修成外高内,低,N,G,F,合,G,F,F,合,飞机转弯,二、拱形桥,拱形,桥,（凸形桥）,凹形桥,水平桥,问题,1,：,汽车静止在桥上与通过平桥时，受力怎样？,F,N,mg,问题,2,：,汽车,过拱形,桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？,mg,F,N,v,2,R,mg,F,N,m,v,2,R,F,N,mg,m,v,2,R,F,压,F,N,mg,m,汽车对桥的压力小于其所受重力，即处于,失重状态,F,N,mg,v,2,R,mg,m,F,N,0,时，汽车的速度为多大？,v,2,R,F,N,mg,m,问题,3,：,汽车过拱形桥时，运动速度变大，车对凸桥的压力如何变化？,mg,F,N,临界速度,当,F,N,=,0,时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完全失重状态。

问题,4,：,汽车过凹形桥时，在最低点时，车,对凹形桥,的压力又怎样？,F,N,mg,v,2,R,F,N,mg,+,m,v,2,R,F,压,F,N,mg,+,m,v,2,R,F,N,mg,m,汽车对桥的压力大于其所受重力，即处于,超重状态,若汽车通过凹桥的速度增大，会出现什么情况？,F,N,mg,比较三种桥面受力的情况,F,N,=G,G,F,N,G,G,F,N,F,N,19,黄石长江大桥,赵州桥,上海长江隧桥,20,漫水桥,典例分析,c,典例分析,题,2,全国卷 多选公路急转弯处通常是交通事故多发地带如图，某公路急转弯处是一段圆弧，当汽车行驶的速率为v,0,时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处（）,A.路面外侧高内侧低,B.车速只要低于v,0,，车辆便会向内侧滑动,C.车速虽然高于v,0,，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动,D.当路面结冰时，与未结冰时相比，v,0,的值变小,AC,典例分析,解析：由题意可知,，,最大静摩擦力为重力的,k,倍,，,所以最大静摩擦力等于,kmg，,设运动员的安全速度最大为,v，,则,kmg=,，,解得,v=,B,典例分析,题,4,火车以半径,R,=,900 m,转弯，火车质量为,810,5,kg,，速度为,30m/s,，,火车轨距,l,=1.4 m,，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度,h,？（,较小时,tan,=sin,）,h,【解析】,由力的关系得：,由向心力公式得：,由几何关系得：,=0.14m,F,F,N,mg,题,5,一辆卡车在丘陵地匀速,行驶,，,地形,如图所,示，由于,轮胎太,旧，途中,爆,胎，爆,胎可能性最大的地段应是,(),A.,a,处,B.b,处,C.c,处,D.d,处,a,b,c,d,D,可能飞离路面的地段应是？,典例分析,A,、,C,典例分析,题,6,一辆质量,m,=2 t,的轿车，驶过半径,R,=100 m,的一段凸形桥面，,g,取,10 m/s,2,，求,:,(1),轿车以,10 m/s,的速度通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大,?,(2)在最高点对桥面的压力等于轿车重力的一半时，车的速度大小是多少?,【解析】(1)最高点时，受力分析如图所示：,由牛顿第二定律得 得 F,N,=,1.810,4,N,根据牛顿第三定律，轿车在桥的顶点时对桥面压力的大小为1.8,10,4,N,(2)F,n,mgF,N,0.5mg 由 得 v,=,m/s.,。