《生活中的圆周运动》圆周运动PPT优秀课件
第一部分内容：学习目标
1.会分析火车转弯、汽车过拱桥等实际运动问题中向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题.
2.了解航天器中的失重现象及原因.
3.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害.
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生活中的圆周运动PPT，第二部分内容：01梳理教材 夯实基础
火车转弯
1.如果铁道弯道的内外轨一样高，火车转弯时，由______________提供向心力，由于质量太大，因此需要很 的向心力，靠这种方法得到向心力，不仅铁轨和车轮极易受损，还可能使火车侧翻.
2.铁路弯道的特点
(1)弯道处外轨_________内轨.
(2)火车转弯时铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道的_________ .支持力与重力的合力指向_________.
(3)在修筑铁路时，要根据弯道的_________和_________，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由__________________来提供.
拱形桥
航天器中的失重现象
1.向心力分析：宇航员受到的地球 _____与座舱对他的_____的合力提供向心力，由牛顿第二定律：__________＝m_____，所以FN＝__________.
2.完全失重状态：当v＝_____时，座舱对宇航员的支持力FN＝0，宇航员处于__________状态.
离心运动
1.定义：做圆周运动的物体沿切线飞出或做__________圆心的运动.
2.原因：向心力突然__________或合力____________________.
3.离心运动的应用和防止
(1)应用：离心干燥器；洗衣机的__________；离心制管技术；分离血浆和红细胞的离心机.
(2)防止：转动的砂轮、飞轮的转速不能太高；在公路弯道，车辆不允许超过__________.
即学即用
1.判断下列说法的正误.
(1)铁路的弯道处，内轨高于外轨.( )
(2)汽车驶过拱形桥顶部时，对桥面的压力等于车重.( )
(3)汽车行驶至凹形桥底部时，对桥面的压力大于车重.( )
(4)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员处于完全失重状态，故不再受重力.( )
(5)航天器中处于完全失重状态的物体所受合力为零.( )
(6)做离心运动的物体可以沿半径方向向外运动.( )
2.如图1所示，汽车在通过水平弯道时，轮胎与地面间的摩擦力已达到最大值，若汽车转弯的速率增大到原来的 倍，为使汽车转弯时仍不打滑，其转弯半径应变为原来的____倍.
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生活中的圆周运动PPT，第三部分内容：02探究重点 提升素养
火车转弯问题
1.弯道的特点
铁路弯道处，外轨高于内轨，若火车按规定的速度v0行驶，转弯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，如图2所示，则v0＝gRtan θ，其中R为弯道半径，θ为轨道平面与水平面间的夹角.
2.速度与轨道压力的关系
(1)当火车行驶速度v等于规定速度v0时，所需向心力仅由重力和支持力的合力提供，此时内外轨道对火车无挤压作用.
(2)当火车行驶速度v>v0时，外轨道对轮缘有侧压力.
(3)当火车行驶速度v<v0时，内轨道对轮缘有侧压力.
例1 铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面的夹角为θ，如图3所示，弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度等于________，则
A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压
B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压
C.这时铁轨对火车的支持力等于mg/cos θ
D.这时铁轨对火车的支持力大于mg/cos θ
针对训练 (多选)公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图4所示，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0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v0，车辆便会向内侧滑动
C.车速虽然高于v0，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，v0的值变小
汽车过桥问题与航天器中的失重现象
1.拱形桥问题
(1)汽车过拱形桥(如图5)
汽车在最高点满足关系：mg－FN＝mv2/R，即FN＝mg－mv2/R.
①当v＝gR时，FN＝0.
②当0≤v<gR时，0<FN≤mg.
③当v>gR时，汽车将脱离桥面做平抛运动，易发生危险.
说明：汽车通过拱形桥的最高点时，向心加速度向下，汽车对桥的压力小于其自身的重力，而且车速越大，压力越小，此时汽车处于失重状态.
(2)汽车过凹形桥(如图6)
说明：汽车通过凹形桥的最低点时，向心加速度向上，而且车速越大，压力越大，此时汽车处于超重状态.由于汽车对桥面的压力大于其自身重力，故凹形桥易被压垮，因而实际中拱形桥多于凹形桥.
2.绕地球做圆周运动的卫星、飞船、空间站处于完全失重状态.
例2 (2018·山西省实验中学高一下期中)如图7所示，地球可以看成一个巨大的拱形桥，桥面半径R＝6 400 km，地面上行驶的汽车中驾驶员的重力G＝800 N，在汽车不离开地面的前提下，下列分析中正确的是
A.汽车的速度越大，则汽车对地面的压力也越大
B.不论汽车的行驶速度如何，驾驶员对座椅压力大小都等于800 N
C.只要汽车行驶，驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力
D.如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零，则此时驾驶员会有超重的感觉
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生活中的圆周运动PPT，第四部分内容：03随堂演练 逐点落实
1.(火车转弯问题)(多选)全国铁路大面积提速，给人们的生活带来便利.火车转弯可以看成是在水平面内做匀速圆周运动，火车速度提高会使外轨受损.为解决火车高速转弯时外轨受损这一难题，以下措施可行的是
A.适当减小内外轨的高度差
B.适当增加内外轨的高度差
C.适当减小弯道半径
D.适当增大弯道半径
2.(航天器中的失重现象)(多选)航天飞机在围绕地球做匀速圆周运动过程中，关于航天员，下列说法中正确的是
A.航天员受到的重力消失了
B.航天员仍受重力作用，重力提供其做匀速圆周运动的向心力
C.航天员处于超重状态
D.航天员对座椅的压力为零
3.(离心现象)在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛.比赛过程中运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线.如图10所示，圆弧虚线Ob代表弯道，即正常运动路线，Oa为运动员在O点时的速度方向(研究时可将运动员看做质点).下列论述正确的是
A.发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心
B.发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力
C.若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa左侧
D.若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间
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