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

6.4生活中的圆周运动

一、火车转弯问题

在转弯处外轨略高于内轨一、火车转弯问题1.火车轮结构

o(1)当v=v0时：(2)当vv0时：(3)当vv0时：轮缘与轨道无侧向相互作用外轨与外侧轮缘有侧向挤压内轨与内侧轮缘有侧向挤压转弯半径为R，当铁轨对轮缘没有侧向挤压时，火车转弯的速度为多少？一、火车转弯问题1.火车转弯临界速度

转向速度过快会怎样？一、火车转弯问题

二、竖直面内的圆周运动1.过桥问题1）凸形桥失重2）凹形桥超重思考：超、失重的原因和以前学的超失重原因相同吗？

西城36页2小车质量为1500kg，以10m/s的速度经过半径为50m的拱形桥的最高点，如图甲所示。（g=10m/s2）1）求小车向心加速度的大小；2）求桥对小车支持力的大小；支持力与车的重力相比哪个大？3）如图乙所示，凹形路的半径也为50m，求小车以相同的速度通过凹形路的最低点时，路面对小车支持力的大小；支持力与车的重力相比哪个大？

（3）地球可以看作一个巨大的拱形桥，如图丙所示。桥面半径就是地球的半径R（约为6400km），那么汽车速度达到多大时它将“离地而起”？对于近地航天器，r轨≈R地，此速度也称“第一宇宙速度”人对座椅的压力是0人处于完全失重状态此时，驾驶员与座椅间的压力为多大？驾驶员处于什么状态？（4）汽车同样的速度过桥半径大些安全，还是小些安全？

1）绳约束模型?若轻绳长度为L，重力加速度为g，求：（1）当桶和水在最低点A的速度为v1时，受到绳的拉力为多大？（2）当桶和水在最高点B的速度为v2时，受到绳的拉力为多大？（3）分析说明最高点水不流出来的条件OV1V2BA二、竖直面内的圆周运动2.约束模型（单轨道模型）最高点的速度v≥物体可以在竖直面内做完整的圆周运动

2）杆约束模型?若轻杆长度为L，重力加速度为g，求（1）当小球在最低点A的速度为v1时，受到杆的作用力方向及多大？（2）当小球在最高点B的速度为v2时，受到杆的拉力为多大？（3）过最高点B的速度满足什么条件，小球可以在竖直面内做完整的圆周运动？OV1V2BA二、竖直面内的圆周运动2.约束模型（双轨道模型）最高点的速度v≥0物体可以在竖直面内做完整的圆周运动

对比分析GFN凸形桥凹形桥GFNananOV1V2BA绳约束（单轨）GTGTOV1V2BA杆约束GTGTT可能0、=0或者0（双轨）N可能0、=0或者0ananananGNanGNanGNanGNan表达：∑F=ma

1.如图所示，半径R＝0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与水平地面相切于圆环的端点A。一小球从A点冲上竖直半圆环，沿轨道运动到B点飞出，最后落在水平地面上的C点（图上未画），g取10m/s2。（1）能实现上述运动时，小球在B点的最小速度是多少？（2）能实现上述运动时，A、C间的最小距离是多少？课堂练习教材41页B组1

(8)如图所示竖直面内的光滑轨道，它是由半径为R的半圆环和切于D点的水平部分组成。a、b、c三个物体由水平部分向半圆环滑去。它们重新落回水平面上时的着地点到D点的距离依次为AD2R，BD=2R，CD2R，若a，b，c三个物体在空中飞行时间依次为ta，tb，tc，则关于三者的时间关系一定有()A.ta=tbB.tb=tCC.ta=tCD.无法确定课堂练习导学165页8

O3.绳约束模型小球在任意位置做圆周运动的条件二、竖直面内的圆周运动

课堂练习教材42页B组44.如图所示，一长为l的轻杆的一端固定在水平转轴上，另一端固定一质量为m的小球，轻杆随转轴在竖直平面内做角速度为ω的匀速圆周运动，重力加速度为g。（1）小球运动到最高点时，求杆对球的作用力。（2）小球运动到水平位置A时，求杆对球的作用力

7.图是场地自行车比赛的圆形赛道。路面与水平面的夹角为15°，sin15°＝0.259，cos15°＝0.966，不考虑空气阻力，g取10m/s2。（1）某运动员骑自行车在该赛道上做匀速圆周运动，圆周的半径为60m，要使自行车不受摩擦力作用，其速度应等于多少？（2）若该运动员骑自行车以18m/s的速度仍沿该赛道做匀速圆周运动，自行车和运动员的质量一共是100kg，此时自行车所受摩擦力的大小又是多少？方向如何？课堂练习教材42页7