《生活中的圆周运动.ppt - 副本讲解》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生活中的圆周运动.ppt - 副本讲解（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、5.7 生活中的圆周运动,复习思考题：,1.描述匀速圆周运动快慢的各个物理量及其相互关系。,2.向心力的求解公式有哪几个？,3、向心加速度求解公式有哪几个？,一、铁路的弯道,1、火车做匀速直线运动和匀速转弯运动状态是否相同？,G,FN,F弹,外侧车轮的轮缘挤压外轨，外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。,2、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？,轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！,3、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？,例1、火车速度45m/s，弯道的半径R=900m，火车的质量m=4106kg，转弯时
2、轮缘对轨道侧向的弹力多大？,让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨对轮缘的挤压。,4、为了减轻铁轨的受损程度，你能提出一些可行的方案吗？,例2、若火车质量为m，转弯半径为r，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为 ，请问火车的速度为多大？,F合=Fn,当v=v0时：,当vv0时：,当vv0时：,轮缘不受侧向压力,轮缘受到外轨向内的挤压力,轮缘受到内轨向外的挤压力,汽车过拱桥,F合=G F,F向=mv2/r,由 F合= F向,G F= mv2/r,F=G mv2/r,G,汽车过凸形桥,取向心加速度方向为正方向,思考与讨论,根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。试分
3、析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？,根据牛顿第三定律：F压=FN,即：,由上式可知，v增大时，F压减小，当 时，F压=0；当 时，汽车将脱离桥面，发生危险。,思考与讨论,请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力。这时的压力比汽车的重量大还是小？,F合=F G F向=mv2/r 由 F合= F向 F G =mv2/r F =Gmv2/r,G,比较三种桥面受力的情况,地球可以看成一个巨大的拱形桥,思考与讨论： 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
4、椅之间的压力是多少？,二、离心运动,A,做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。,Fmr2,离心运动的利用和防止,1、应用：离心脱水器、 棉花糖制作、无缝钢管等,2、防止：汽车转弯，高速砂轮限速、飞轮限速等,问题：汽车转弯时速度过大，会应离心运动造成事故。如果汽车行驶在平地上，已知地面与轮胎之间的摩擦因素为，当转弯半径为r时，最大的速度不能超过多少？,物体做圆周运动要满足什么条件？,当F合= Fn，做圆周运动,当F合 Fn，,供 ：指向圆心的合力 需 ：,当F合 Fn，做向心(近心)运动,做离心运动,F合,例：一辆质
5、量 的小轿车，驶过半径 的一段圆弧形桥面，重力加速度 。求： （1）若桥面为凹形，汽车以 的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？ （2）若桥面为凸形，汽车以 的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？ （3）汽车以多大速度通过凸形桥面的顶点时，对桥面刚好没有压力？,解圆周运动问题的基本步骤,1.确定作圆周运动的物体作为研究对象。 2.确定作圆周运动的轨道平面、圆心位置 和半径。 3.对研究对象进行受力分析画出受力示意 图。 4.运用平行四边形定则或正交分解法（取向心加速度方向为正方向）求出向心力F。 5.根据向心力公式，选择一种形式列方程 求解,例3、已知火车速度为30m/s，弯道的半径 r=900m，火车的质量为8105kg。 1、转弯时所需要的向心力多大？ 2、若轨道不受轮缘的挤压，轨道与水平面的夹角是多大？ 3、若轨距为d=1.4m，此时内外轨的高度差h是多少？ (很小时，近似有tan =sin ) 4、若火车速度为40m/s，此时轮缘的受力情况如何？,
