火车转弯竖直面内的圆周运动——汽车经过拱型桥和凹面桥.pptVIP

* * 生活中的圆周运动 学习目标 知识学习 典型例题 反馈训练 归纳总结 家庭作业 挑战自我 疑难解答 淄博一中 物理组 5分钟检测 (复习篇) 5分钟检测 (巩固篇) 学习目标 返 回 1、能分析火车外轨比内轨高的原因。 2、能定量分析汽车经过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。 3、会用牛顿第二定律分析圆周运动。 知识学习 返 回 水平面内的圆周运动——火车转弯 竖直面内的圆周运动——汽车经过拱型桥和凹面桥 ——自主探究 合作学习 知识学习 返 回 ——自主探究 合作学习 知识学习 （1）火车转弯时，若外轨和内轨高度相同， 请同学们思考：向心力是谁提供的？ 画出受力示意图。 这样会产生怎样的后果？ F ——自主探究 合作学习 返 回 （2）火车转弯时，实际情况是外轨和内轨高度不同，是外轨高，还是内轨高？ 并思考：向心力是谁提供的？ 这样做的好处是什么？ 竖直面内的圆周运动 ——经过拱型桥和凹面桥的汽车 汽车经过拱型桥和凹面桥的过程，都可以看成汽车做圆周运动的过程 知识学习 ——自主探究 合作学习 返 回 典型例题 例1：如图所示，已知外轨和内轨的水平距离为L，高度差为h，火车的质量为M，转弯半径为R，若要求火车在转弯过程中，不会对铁轨产生侧向力，求火车此时的行驶速度（规定速度）？ （1）画出受力示意图 （2）外界提供的向心力是 。 （3）做圆周运动所需的向心力是 。 （4）由牛顿第二定律列出方程： = 。 解得：v= 。 ——自主探究 合作学习 返 回 典型例题 返 回 ——自主探究 合作学习 做法错误 做法正确 由几何关系 由牛顿第二定律 联立解得 典型例题 ——自主探究 合作学习 返 回 典型例题 若火车行驶的速度大于规定速度，火车的受力情况发生了什么变化？请在示意图中画出。 若火车行驶的速度小于规定速度，火车的受力情况发生了什么变化？请在示意图中画出。 ——自主探究 合作学习 返 回 典型例题 ——自主探究 合作学习 返 回 例2：已知汽车的质量为M，以相同的速率v分别通过拱型桥和凹面桥，已知拱型桥和凹面桥的半径都是R，求 （1）当汽车经过拱型桥最高点时， （2）当汽车经过凹面桥最低点时， 桥面给汽车的支持力分别是多少？汽车对桥面的压力呢？ 典型例题 返 回 ——自主探究 合作学习 mg FN 典型例题 返 回 ——自主探究 合作学习 由几何关系 由牛顿第二定律 联立解得 水平面内 竖直面内 由牛顿第二定律 解得 ——用牛顿第二定律解决圆周运动 归纳总结 返 回 用牛顿运动定律分析圆周运动的方法 1、明确研究对象。 2、明确物体做圆周运动所在的平面，找出圆心和半径。 3、对物体进行受力分析，得到外界提供的向心力F（指向圆心的合外力）。 4、由物体运动的速度v和半径R，得到物体做圆周运动所需的向心加速度。 5、由牛顿第二定律列出方程，解方程。 ——生活中的圆周运动 归纳总结 返 回 反馈训练 返 回 用长为L=0.6m的绳子系着装有m=0.5kg水的小桶，在竖直面内做圆周运动，成为“水流星”，g取9.8m/s2,。 （1）求最高点水不流出的最小速度。 （2）若过最高点时速度为3m/s，求此时水对桶底的压力。 家庭作业 返 回 必做题：如图所示，有一竖直圆轨道，轨道半径R=1.6m，一个质量m为0.1kg的小球恰能在通过竖直圆轨道的最高点，求 小球从竖直圆轨道水平抛出后的射程 若小球在最高点时的速度v=5m/s，求在最高点时小球对轨道的压力多大？ 选做题：如图所示，在竖直平面内有一光滑圆管，其半径为0.4m，有一质量为0.1kg的小球在圆管内作圆周运动， （1）若小球恰能运动到光滑圆管的最高点，圆管给小球的作用力多大？方向如何？ （2）若小球运动到最高点时速度为1m/s，圆管给小球的作用力多大？方向如何？ （2）若小球运动到最高点时速度为3m/s，圆管给小球的作用力多大？方向如何？ 挑战自我 返 回 一轻杆长为l，固定一小球在竖直面内作圆周运动，已知小球在最高点的速度为v，若使小球在最高点的速度v逐渐增大，轻杆对小球的作用力FN如何变化？ 疑难解答 返 回 这四个模型中，物体能通过最高点的临界条件有何异同？ 光滑轨道 绳拉小球 杆拉小球 光滑圆管 “杆拉小球”和“光滑圆管”这两个模型类似，物体通过最高点的临界条件都是“v=0”。 解答：“绳拉小球”和“光滑轨道”这两个模型类似，物体通过最高点的临界条件都是“ ”