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【物理】生活中的圆周运动 2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

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1、第六章：第四节生活中的圆周运动新课导入物体做圆周运动的条件物体做圆周运动的条件提供物体做圆周运动的力F物体做圆周运动需要的力由物体受力情况决定由物体运动情况决定“供求供求”平衡时，物体做匀速圆周运动平衡时，物体做匀速圆周运动=火车转弯外轨内轨GFNF所需向心力由什么力提供？外轨对轮外轨对轮缘的弹力缘的弹力内外轨道等高时转弯火车转弯问题与思考：在铁路弯道处，为什么外高内低？为什么这样设计呢？FNGF合合火车转弯F合合mg tan火车转弯时所需的向心力火车转弯时所需的向心力Fn=m v2R思考：轨道对轮缘思考：轨道对轮缘无挤压，此时火车无挤压，此时火车的速度为多大？的速度为多大？v0 gR tan 为什么火车转弯时有明确规定的速度？当当 vgR tan GFN轮缘受到外轨向内的弹力轮缘受到外轨向内的弹力挤压外轨挤压外轨GFNFF轮缘受到内轨向外的弹力轮缘受到内轨向外的弹力挤压内轨挤压内轨火车转弯当当 v v0当当 v v0巩固提升如如图图所所示示，在在修修筑筑铁铁路路时时，弯弯道道处处的的外外轨轨会会略略高高于于内内轨轨。当当火火车车以以规规定定的的行行驶驶速速度度转转弯弯时时，内内、外外

2、轨轨均均不不会会受受到到轮轮缘缘的的挤挤压压，设设此此时时火火车车的的速速度度大大小为小为v v，重力加速度为，重力加速度为g g，两轨所在平面的倾角为，两轨所在平面的倾角为，则下列说法不正确的是，则下列说法不正确的是A.A.该弯道的半径该弯道的半径r rB.B.当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变当火车质量改变时，规定的行驶速度大小不变C.C.当火车速率大于当火车速率大于v v时，内轨将受到轮缘的挤压时，内轨将受到轮缘的挤压D.D.当火车以规定的行驶速度转弯时，向心加速度大小为当火车以规定的行驶速度转弯时，向心加速度大小为a an ng gtan tan C汽车过拱形桥汽车过拱形桥思考：汽车过拱形桥时，在最思考：汽车过拱形桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎高点时，车对凸桥的压力又怎样？样？mgFNv2Rmgm思考：当思考：当 F FN N =0=0 时，时，汽车会汽车会做什么运动，此时汽车的速做什么运动，此时汽车的速度多大？度多大？v2RFN mgm思考：思考：汽车过拱形桥时，运汽车过拱形桥时，运动速度变大，车对动速度变大，车对拱拱桥的压桥的压力如何变化？力如何变化？mgFN临

3、界速度临界速度汽车过拱形桥汽车过拱形桥汽车过拱形桥思考：汽车过凹形桥在最低点思考：汽车过凹形桥在最低点时，车对凹形桥的压力又怎样时，车对凹形桥的压力又怎样？FNmg思考：思考：当速度逐渐增大，小当速度逐渐增大，小车会怎么样？车会怎么样？v2RFN mg+m思考：思考：汽车过拱形桥时，运汽车过拱形桥时，运动速度变大，车对动速度变大，车对拱拱桥的压桥的压力如何变化？力如何变化？mgFN汽车过拱形桥汽车过拱形桥爆胎FN mg失重失重超重超重汽车过拱形桥汽车过拱形桥巩固提升如如图图所所示示，一一汽汽车车在在某某次次性性能能测测试试中中需需通通过过一一半半径径拱拱桥桥，要要求求汽汽车车经经过过最最高点时不能离开桥面，取，时的速度符合要求的是（）高点时不能离开桥面，取，时的速度符合要求的是（）A A20km/h20km/hB B30km/h30km/hC C40km/h40km/hD D50km/h50km/hABC思考思考1 1：航天器在发射升空（加速：航天器在发射升空（加速上升）时，航天员处在超重还是上升）时，航天员处在超重还是失重状态？失重状态？思考思考2 2：航天器在轨道正常运行（绕地：航

4、天器在轨道正常运行（绕地球做匀速圆周运动）时，航天员处在球做匀速圆周运动）时，航天员处在超重还是失重状态？超重还是失重状态？FNmgaFNmg maFNmg航天器绕地球做匀速圆周运动，假设它的线速度的大小为航天器绕地球做匀速圆周运动，假设它的线速度的大小为v v，轨道，轨道半径近似等于地球半径半径近似等于地球半径R R，航天员受到的地球引力近似等于他在地，航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重面测得的体重mg mg。v2RFN mgmFN mg当当时，座舱对航天员的支持力时，座舱对航天员的支持力F FN N0 0，航天员处于完全失重航天员处于完全失重.如果地球的引力突然消失，如果地球的引力突然消失，航天器将做什么样的运动呢航天器将做什么样的运动呢？离心运动思考：为什么铁球与橡皮泥会飞出去？定义：做圆周运动的物体，在其定义：做圆周运动的物体，在其所受合外力突然消失所受合外力突然消失，或，或不足以不足以提供圆周运动所需向心力提供圆周运动所需向心力的情况下，就做的情况下，就做逐渐远离圆心的运动逐渐远离圆心的运动，这种运动叫这种运动叫作作离心运动离心运动。做离心运动的条件：做离心运动的条件：离心运动离心运动的应用离心运动的防止规律总结F 合合=0，物体沿切线方向飞出远离圆心物体沿切线方向飞出远离圆心F合合m2r，物体做逐物体做逐渐远离圆心的运动渐远离圆心的运动F合合=m2r，物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动F合合m2r，物体做逐物体做逐渐靠近圆心的运动渐靠近圆心的运动巩固提升在水平公路上行驶的汽车，当汽车以一定速度运动时，车轮与路面间的最大静摩擦力恰好等于汽车转弯所需要的向心力，汽车沿如图所示的圆形路径(虚线)运动，当汽车行驶速度突然增大，则汽车的运动路径可能是A.B.C.D.B

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