5.7 生活中的圆周运动1精品.pptVIP

高一物理 必修一第二章 生活中的圆周运动 火车转弯 拱形桥 航天器中的失重现象 景泰一中 寇永鹏 问题 展示组 点评组 探究点一 第1组 第2组 探究点二 第3组 第4组 针对训练1 第5组 第6组 探究点三 第7组 第8组 针对训练2 第9组 第10组 探究点四 第11组 第12组 探究点一 问题1：火车以半径r=900m转弯，火车质量为8×105kg，轨道宽为L=1.4m，外轨比内轨高h=14cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？（当α很小时，sinα≈tanα ，g取10m/s2） 车轮的构造 火车车轮有突出的轮缘 铁路的弯道 ——内外轨道一样高 G N . 靠这种办法得到的向心力缺点是什么？如何解决这一实际问题？ F 探究点一 1.轨道是水平时的向心力：由外轨对车的弹力提供向心力 外轨对轮缘的弹力提供向心力 G FN F合 α 【方案剖析】 火车转弯规定临界速度: 解析： 重力G与支持力FN的合力F合是使火车转弯的向心力 2.轨道是斜面时的向心力：内外轨无弹力时由重力和支持力的合力提供向心力 如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？ 研究与讨论 注意 从这个例子我们进一步知道 ： 1 火车转弯时向心力是水平的。 2向心力是按效果命名的力，如果认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用，还要再受到一个向心力，那就不对了。 针对训练1 铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ（如图），弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于， 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/cosθ D．这时铁轨对火车的支持力大于mg/cosθ 探究点二 问题2：质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为r，求汽车通过桥的最高点时对桥面的压力。 问题3：汽车的速度不断增大时，会发生什么现象 问题4：质量为m的汽车在凹形桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为r，求汽车通过桥的最低点时对桥面的压力。 汽车对桥面的压力 超重失重状态 最高点 最低点 失重 超重 小结： 飞机做特技表演时，常做俯冲拉起运动，如图所示，此运动在最底点附近可看作是半径为500m的圆周运动。若飞行员的质量为65㎏，飞机经过最底点时的速度为360km/h，则这时飞行员对座椅的压力为多大? 针对训练2： 该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中． 探究点三 　　地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？…… 航天器中的失重现象 失重和宇宙开发 发 扬 航 天 精 神 勇 攀 科 学 高 峰 随堂练习、小结与作业 5 例题：和平号航天站是由一个核心舱以及五个科学试验仓构成的,总质量123t,有用容积470 m3,航行在300到400 km的宇宙轨道上,约90min绕地球一周,15年中共计航行8万圈。当和平号在离地高度h=400km的轨道绕地球做匀速圆周运动时,请计算 1、空间站的环绕速度 2、空间站的加速度 3、 地球对空间站的引力 巩固知识 爱国情怀 思考题