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1、8生活中的圆周运生活中的圆周运动动 两类圆周运动问题分析两类圆周运动问题分析OmgFNFfOmgFN提供向心力提供向心力受力情况受力情况FFffFFNN+mg+mg水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动F“ “供需供需供需供需供需供需” ”平衡平衡平衡平衡平衡平衡 物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动提提提提供供供供物体做匀速物体做匀速物体做匀速物体做匀速圆周运动的力圆周运动的力圆周运动的力圆周运动的力物体做匀速圆周物
2、体做匀速圆周物体做匀速圆周物体做匀速圆周运动所运动所运动所运动所需需需需要要要要的力的力的力的力向心力公式的理解=从从从从“供供供供” “” “需需需需”两方面两方面两方面两方面研究做圆周运动的研究做圆周运动的研究做圆周运动的研究做圆周运动的物体物体物体物体实例研究1火车以半径火车以半径R= 300 m在水平轨道上转弯，火车质量为在水平轨道上转弯，火车质量为8105kg，速度为，速度为30m/s。铁轨与轮之间的动摩擦因数。铁轨与轮之间的动摩擦因数=0.25。OmgFNFf 设向心力由轨道指向圆心的静摩擦力提供 代入数据可得： Ff=2.4106N但轨道提供的静摩擦力最大值：Ff静m=mg=2.
3、00106N“供需供需供需供需”不平衡，如何解决？不平衡，如何解决？不平衡，如何解决？不平衡，如何解决？火车转弯火车转弯研究与讨论1、请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道？2、最佳方案 火车以半径火车以半径R= 900 m转弯，火车质量转弯，火车质量为为8105kg ，速度为，速度为30m/s，火车轨距，火车轨距l=1.4 m，要使火车通过弯道时仅受重力，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度与轨道的支持力，轨道应该垫的高度h？（？（较小时较小时tan=sin）FNmgFh由力的关系得：由向心力公式得：由几何关系得：解：=0.14m研
4、究与讨论研究与讨论3、若火车速度与设计速度不同会怎样？外侧外侧内侧内侧F过大时：外侧轨道与轮缘之间有弹力过小时：内侧轨道与轮缘之间有弹力FNFN4、若火车车轮无轮缘，火车速度过大或过小时将向哪侧运动？过大时：火车向外侧运动过小时：火车向内侧运动FNmg离心离心向心向心向心、圆周、离心运动向心、圆周、离心运动“供供供供”“”“”“”“需需需需”是否平衡是否平衡是否平衡是否平衡决定物体做何种运决定物体做何种运决定物体做何种运决定物体做何种运动动动动供提供物体做圆提供物体做圆提供物体做圆提供物体做圆提供物体做圆提供物体做圆周运动的力周运动的力周运动的力周运动的力周运动的力周运动的力需物体做匀速圆周物
5、体做匀速圆周物体做匀速圆周物体做匀速圆周物体做匀速圆周物体做匀速圆周运动所需的力运动所需的力运动所需的力运动所需的力运动所需的力运动所需的力F=匀速圆周运动F向心运动列车速度过快，造成翻车事故实例研究2过拱桥比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。GFNGFN失重超重aa最高点最低点研究与讨论1、若速度过快，汽车做何种运动？提供的向心力不足，做离心运动，离开桥面做平抛运动2、有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？GFN研究圆周运动的要点从“供”“需”两方面来进行研究“供”分析物体受力，求沿半径方向的合外力“需”确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力“供”“需”平衡做圆周运动飞车走壁摩托车飞车走壁，请分析受力情况，解释现象P58 航天器中的失重现象，离心运动（洗衣机脱水、无缝钢管、高速转动的砂轮等。）火车车轮与铁轨模型F1FfF1Ff垫高外轨FFNmg汽汽车车速速度度增增大大v思维拓展思维拓展
