圓周運動的應用課件【 核心精講+備課精研+高效課堂 】 高一下學期物理滬科版（2020）必修第二冊

第五節圓周運動的應用一、氣體分子速度大小的測定

1920年，史特恩應用圓周運動規律測定氣體分子的速率。圓周運動的應用第五節研究對象運動狀態運動時間等時性氣體分子速率氣體分子圓筒勻速直線運動勻速轉動圓周運動的應用第五節問題思考為什么雨天汽車轉彎時更容易發生側滑？二、汽車轉彎汽車在水平路面轉彎時，有向外側滑出的趨勢，地面對車輪有指向內側的靜摩擦力，這個力提供汽車轉彎時所需的向心力。Ff靜課堂活動：典型例題1：質量為m＝60t的火車以v＝10m/s的速度勻速率通過一段半徑r＝100m的圓形水平彎道。（1）若兩條軌道高度相同，求輪緣受到的壓力大小；（2）要使輪緣不受側向壓力，應該如何設計軌道？圓周運動的應用第五節F輪F′課堂活動：典型例題1：質量為m＝60t的火車以v＝10m/s的速度勻速率通過一段半徑r＝100m的圓形水平彎道。（2）要使輪緣不受側向壓力，應該如何設計軌道？圓周運動的應用第五節（2）火車重力與鐵軌對火車支持力的合力提供向心力讓外軌高于內軌，使軌道平面與水平面保持傾角為5.71°圓周運動的應用第五節三、火車轉彎

在修建鐵路轉彎道時，通常使軌道平面與水平面保持一個傾角，讓外軌高于內軌，這樣，火車重力與鐵軌對火車支持力的合力提供火車轉彎時所需的向心力。圓周運動的應用第五節四、離心現象1、做圓周運動的物體，如果受到的力不足以提供所需的向心力，物體就會遠離圓心，這就是離心現象。2、如果汽車轉彎時的速率大、或轉彎半徑小、或雨天路面濕滑，靜摩擦力不足以提供向心力，汽車將向外滑出發生事故。F＝0F＝mω2rF＜mω2r課堂活動：典型例題2：一輛質量m＝2×103kg的汽車以v＝20m/s的速度駛過半徑為r＝50m的圓環形水平車道，這輛汽車會不會發生側滑？已知輪胎與路面間的最大靜摩擦力Ff靜大＝1.4×104N。圓周運動的應用第五節GFNF靜汽車以該速度轉彎所需的向心力為課堂活動：典型例題3：如圖，圓盤可繞通過中心且垂直于盤面的豎直軸勻速轉動，角速度為ω，質量為m的木塊與轉軸之間距離為r，木塊與圓盤之間的最大靜摩擦力為Ff靜大。分析木塊相對于圓盤不發生滑動需要滿足的條件。圓周運動的應用第五節GFNF靜圓盤對木塊的靜摩擦力提供向心力木塊相對于圓盤不發生滑動，靜摩擦力足以提供轉動時所需的向心力即：Ff≥F向＝mω2r又Ff靜大≥Ff故不發生滑動的條件：Ff靜大≥mω2r課堂活動：典型例題4：如圖，半徑為r的圓桶繞豎直中心軸勻速轉動，角速度為ω，質量為m的物體靠在圓桶內壁與圓桶保持相對靜止，它與圓桶的動摩擦因數為μ。分析物體相對于圓桶內壁不下滑需要滿足的條件。圓周運動的應用第五節GFf靜FN圓桶對物體的彈力提供向心力FN＝mω2r豎直方向上物體不下滑，Ff靜＝G又Ff靜大＝Ff＝μFNω越大，FN越大，Ff靜大越大，物體越不容易下滑μFN＝μmω2r＝mg故不下滑的條件是課堂活動：典型例題5：質量為800kg的汽車駛上圓弧半徑r為50m的拱形橋，以多大速率經過橋頂時恰好騰空，對橋沒有壓力？圓周運動的應用第五節vG騰空時車對橋沒有壓力，橋對車也沒有支持力，此時車的重力提供向心力課堂活動：典型例題6：如圖，過山車模型的圓軌道半徑r，不計一切摩擦，為保證過山車能沿圓軌道安全經過最高點，過山車到達最高點