《生活中的圓周運動》圓周運動PPT優秀課件
第一部分內容：學習目標
1.會分析火車轉彎、汽車過拱橋等實際運動問題中向心力的來源，能解決生活中的圓周運動問題.
2.了解航天器中的失重現象及原因.
3.了解離心運動及物體做離心運動的條件，知道離心運動的應用及危害.
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生活中的圓周運動PPT，第二部分內容：01梳理教材 夯實基礎
火車轉彎
1.如果鐵道彎道的內外軌一樣高，火車轉彎時，由______________提供向心力，由于質量太大，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，還可能使火車側翻.
2.鐵路彎道的特點
(1)彎道處外軌_________內軌.
(2)火車轉彎時鐵軌對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，要根據彎道的_________和_________，適當選擇內外軌的高度差，使轉彎時所需的向心力幾乎完全由__________________來提供.
拱形橋
航天器中的失重現象
1.向心力分析：宇航員受到的地球 _____與座艙對他的_____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：當v＝_____時，座艙對宇航員的支持力FN＝0，宇航員處于__________狀態.
離心運動
1.定義：做圓周運動的物體沿切線飛出或做__________圓心的運動.
2.原因：向心力突然__________或合力____________________.
3.離心運動的應用和防止
(1)應用：離心干燥器；洗衣機的__________；離心制管技術；分離血漿和紅細胞的離心機.
(2)防止：轉動的砂輪、飛輪的轉速不能太高；在公路彎道，車輛不允許超過__________.
即學即用
1.判斷下列說法的正誤.
(1)鐵路的彎道處，內軌高于外軌.( )
(2)汽車駛過拱形橋頂部時，對橋面的壓力等于車重.( )
(3)汽車行駛至凹形橋底部時，對橋面的壓力大于車重.( )
(4)繞地球做勻速圓周運動的航天器中的宇航員處于完全失重狀態，故不再受重力.( )
(5)航天器中處于完全失重狀態的物體所受合力為零.( )
(6)做離心運動的物體可以沿半徑方向向外運動.( )
2.如圖1所示，汽車在通過水平彎道時，輪胎與地面間的摩擦力已達到最大值，若汽車轉彎的速率增大到原來的 倍，為使汽車轉彎時仍不打滑，其轉彎半徑應變為原來的____倍.
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生活中的圓周運動PPT，第三部分內容：02探究重點 提升素養
火車轉彎問題
1.彎道的特點
鐵路彎道處，外軌高于內軌，若火車按規定的速度v0行駛，轉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系
(1)當火車行駛速度v等于規定速度v0時，所需向心力僅由重力和支持力的合力提供，此時內外軌道對火車無擠壓作用.
(2)當火車行駛速度v>v0時，外軌道對輪緣有側壓力.
(3)當火車行駛速度v<v0時，內軌道對輪緣有側壓力.
例1 鐵路在彎道處的內外軌道高度是不同的，已知內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，若質量為m的火車轉彎時速度等于________，則
A.內軌對內側車輪輪緣有擠壓
B.外軌對外側車輪輪緣有擠壓
C.這時鐵軌對火車的支持力等于mg/cos θ
D.這時鐵軌對火車的支持力大于mg/cos θ
針對訓練 (多選)公路急轉彎處通常是交通事故多發地帶.如圖4所示，某公路急轉彎處是一圓弧，當汽車行駛的速率為v0時，汽車恰好沒有向公路內外兩側滑動的趨勢.則在該彎道處
A.路面外側高、內側低
B.車速只要低于v0，車輛便會向內側滑動
C.車速雖然高于v0，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會向外側滑動
D.當路面結冰時，與未結冰時相比，v0的值變小
汽車過橋問題與航天器中的失重現象
1.拱形橋問題
(1)汽車過拱形橋(如圖5)
汽車在最高點滿足關系：mg－FN＝mv2/R，即FN＝mg－mv2/R.
①當v＝gR時，FN＝0.
②當0≤v<gR時，0<FN≤mg.
③當v>gR時，汽車將脫離橋面做平拋運動，易發生危險.
說明：汽車通過拱形橋的最高點時，向心加速度向下，汽車對橋的壓力小于其自身的重力，而且車速越大，壓力越小，此時汽車處于失重狀態.
(2)汽車過凹形橋(如圖6)
說明：汽車通過凹形橋的最低點時，向心加速度向上，而且車速越大，壓力越大，此時汽車處于超重狀態.由于汽車對橋面的壓力大于其自身重力，故凹形橋易被壓垮，因而實際中拱形橋多于凹形橋.
2.繞地球做圓周運動的衛星、飛船、空間站處于完全失重狀態.
例2 (2018·山西省實驗中學高一下期中)如圖7所示，地球可以看成一個巨大的拱形橋，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，則汽車對地面的壓力也越大
B.不論汽車的行駛速度如何，駕駛員對座椅壓力大小都等于800 N
C.只要汽車行駛，駕駛員對座椅壓力大小都小于他自身的重力
D.如果某時刻速度增大到使汽車對地面壓力為零，則此時駕駛員會有超重的感覺
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生活中的圓周運動PPT，第四部分內容：03隨堂演練 逐點落實
1.(火車轉彎問題)(多選)全國鐵路大面積提速，給人們的生活帶來便利.火車轉彎可以看成是在水平面內做勻速圓周運動，火車速度提高會使外軌受損.為解決火車高速轉彎時外軌受損這一難題，以下措施可行的是
A.適當減小內外軌的高度差
B.適當增加內外軌的高度差
C.適當減小彎道半徑
D.適當增大彎道半徑
2.(航天器中的失重現象)(多選)航天飛機在圍繞地球做勻速圓周運動過程中，關于航天員，下列說法中正確的是
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動的向心力
C.航天員處于超重狀態
D.航天員對座椅的壓力為零
3.(離心現象)在冬奧會短道速滑項目中，運動員繞周長僅111米的短道競賽.比賽過程中運動員在通過彎道時如果不能很好地控制速度，將發生側滑而摔離正常比賽路線.如圖10所示，圓弧虛線Ob代表彎道，即正常運動路線，Oa為運動員在O點時的速度方向(研究時可將運動員看做質點).下列論述正確的是
A.發生側滑是因為運動員受到的合力方向背離圓心
B.發生側滑是因為運動員受到的合力大于所需要的向心力
C.若在O點發生側滑，則滑動的方向在Oa左側
D.若在O點發生側滑，則滑動的方向在Oa右側與Ob之間
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