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1、执教：张国林执教：张国林知识回顾知识回顾1、向心力的定义：、向心力的定义：指向圆心的合外力指向圆心的合外力4、向心力的来源（难点）：、向心力的来源（难点）：向心力不是真实存在的力是一种按照效果命名的力，可以由重力（引力）、弹力、摩擦力等任一种力以及这些力的合力或分力来充当 。2、向心力的大小：、向心力的大小：3、向心力的方向：、向心力的方向：时刻指向圆心，时刻变化时刻指向圆心，时刻变化生活中的圆周运动思考与讨论思考与讨论2.自行车在通过弯道时自行车在通过弯道时有什么特点？这样的做目有什么特点？这样的做目的是什么？赛场有什么特的是什么？赛场有什么特点？点？3.自行车做圆周运动的向自行车做圆周运动
2、的向心力由谁提供的？心力由谁提供的？1.自行车做什么运动？自行车做什么运动？生活中的圆周运动新华网北京新华网北京4月月28日电日电记者从铁道部获悉，记者从铁道部获悉，2008年年4月月28日日4时时41分，北京开往青岛的分，北京开往青岛的T195次旅客列车运行至山东省次旅客列车运行至山东省境内胶济铁路周村至王村间脱境内胶济铁路周村至王村间脱线，与烟台至徐州的线，与烟台至徐州的5034次客次客车相撞，死亡车相撞，死亡70人，伤人，伤416人。人。事故原因正在调查中事故原因正在调查中记者了解到当时事故发生的背记者了解到当时事故发生的背景：胶济铁路在村子的东北面景：胶济铁路在村子的东北面有一个接近有
3、一个接近90度的转弯，从转度的转弯，从转弯处往西，中铁二十局正在施弯处往西，中铁二十局正在施工建设的胶济客运专线大尚特工建设的胶济客运专线大尚特大双线立交桥正在进行桥墩建大双线立交桥正在进行桥墩建设。事故就发生在拐弯处。设。事故就发生在拐弯处。为什么火车会脱轨？为什么火车会脱轨？思考与讨论思考与讨论1.火车在平直的轨道上火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受的合匀速行驶时，所受的合力如何？力如何？2.轨道是弯曲，火车受轨道是弯曲，火车受力又是怎么样的？力又是怎么样的？3.火车所需的向心力火车所需的向心力由哪些力来提供？由哪些力来提供？4.如何设计轨道？写如何设计轨道？写出方案并画出设计图出方案并画
4、出设计图？火车车轮火车车轮NGvFF水平轨道上的转弯C C：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。A A：此时火车车轮受三个力：重力：此时火车车轮受三个力：重力、支持力支持力、外轨对轮缘的弹力。外轨对轮缘的弹力。B B：外轨对轮缘的弹力：外轨对轮缘的弹力F F提供向心力。提供向心力。实际轨道上的转弯NmgF合合=由上式可知,速度是由半径和倾角决定,火车轨道建成后,转弯的安全速度就确定下来了.轨对轮缘有侧压力如果实际速度太小, 轨
5、对轮缘有侧压力F向向=v2rF合合=mgtanm想一想：想一想：如果转弯时速度不等于规定的速度，如果转弯时速度不等于规定的速度，会发生怎样的情会发生怎样的情况？况？如果实际速度太大,外外内内生活中的圆周运动l l你能找出胶济铁路事故的原因吗？生活中的圆周运动济南铁路局工作人员表示，发生脱轨事济南铁路局工作人员表示，发生脱轨事故的故的T195特快列车最高行车速度为特快列车最高行车速度为160公里公里/小时，而通常的行车速度为小时，而通常的行车速度为120-130公里公里/小时。但因为行车路段实行限小时。但因为行车路段实行限速，则速度通常会限制在速，则速度通常会限制在100-120公里公里/小时。
6、小时。4月月28日下午日下午6时，山东省委宣传时，山东省委宣传部和济南铁路局党委宣传部联合召开的部和济南铁路局党委宣传部联合召开的新闻会上，山东省委宣传部常务副部长新闻会上，山东省委宣传部常务副部长姜铁军称，出事火车姜铁军称，出事火车T195实际车速达实际车速达131公里公里/小时，已经超速。小时，已经超速。下沉式立交桥下沉式立交桥北环花园路北环花园路立交桥又现立交桥又现“飞车飞车”昨天又有一辆汽车从桥上掉下，这已是本报报道昨天又有一辆汽车从桥上掉下，这已是本报报道过的今年过的今年“第七飞第七飞”记者周广现文杜小伟图本报讯昨天下午1时许，司机王某驾车由北环往花园路拐弯时，由于速度较快，猛踩刹车
7、时汽车翻到4米多高的立交桥下，所幸王某没怎么受伤。这已是今年第7辆汽车从该桥上掉下。昨天下午1时30分，记者赶到花园路和北环交叉口立交桥由西往南拐的位置时看到，桥上有一道6米多长的刹车痕，在4米多高的桥下绿化带里有一辆汽车，该车四轮朝天，车头朝西，车尾朝东，汽车前保险杠被甩出3米多外。司机王某站在车前给记者讲述了事情经过，他说，他在金水区庙李镇陈寨村住，下午1时许，他开车由北环往花园路去，在拐弯时，他踩了下刹车想把速度减下来，不知道怎么回事车就翻到了桥下，“当时车的时速也就是60公里左右”。所幸的是该车从立交桥上翻下时，由于汽车掉在了绿化带里没有造成桥下人员受伤。车翻后，是路人把车门撬开，他才
8、从车里爬出来，不过他没怎么受伤。“除了车速快外，这一段立交桥上没有护栏也是王某翻车的一个原因。”在现场一位目击者说。记者看到，该立交桥上由北环往花园路拐弯的东侧约有40米长的地方没有护栏，而西边一侧则有护栏。记者注意到，就在2010年8月11日，一辆救护车从该立交桥上翻下时，就有不少司机建议，在该立交桥上装全护栏，加高加固护栏，并在立交桥上设置减速、禁止超车的提醒标志，但记者昨天在现场看到，这些工作至今仍没人做。线索提供张女士新闻热线96211“之所以发生这次事故，估计原因还是车速太快，车速越快，离心力越大，汽车被甩出去的可能就越大。”有12年驾龄的金先生在现场说。汽车过拱形桥汽车过拱形桥对比
9、对比:同一辆车以相同的速度大小同一辆车以相同的速度大小V在三种桥面运动在三种桥面运动NmgNmgNmg思考与讨论汽车过拱桥时对它的速度有限制吗？mg-N=mv2r临界状态：mg=mV02rV0=gr临界速度：临界速度：物体在竖直面上做圆周运动的最大速度物体在竖直面上做圆周运动的最大速度Nmg生活中的圆周运动想一想想一想Nmg思考与讨论N-mg=mv2r此时，此时，Nmg，v可以取任意值可以取任意值生活中的圆周运动桥的类型桥的类型支持力支持力向心力向心力加速度方加速度方向向运动状运动状态（超态（超, ,失重）失重）平直桥平直桥面面凸形桥凸形桥面面凹形桥凹形桥面面应用提升例例1 1 铁路转弯处的圆
10、弧半径是铁路转弯处的圆弧半径是300 m300 m，轨，轨距是距是1435 mm1435 mm，规定火车通过这里的速度是，规定火车通过这里的速度是72 km/h72 km/h，内外轨的高度差该是多大，才能，内外轨的高度差该是多大，才能使铁轨不受轮缘的挤压使铁轨不受轮缘的挤压l l分析分析分析分析：本题考查利用圆周本题考查利用圆周本题考查利用圆周本题考查利用圆周运动知识解决实际问题的运动知识解决实际问题的运动知识解决实际问题的运动知识解决实际问题的能力若火车在转弯时不能力若火车在转弯时不能力若火车在转弯时不能力若火车在转弯时不受轨道挤压，火车所受的受轨道挤压，火车所受的受轨道挤压，火车所受的受轨
11、道挤压，火车所受的重力和轨道对火车的支持重力和轨道对火车的支持重力和轨道对火车的支持重力和轨道对火车的支持力的合力提供向心力，同力的合力提供向心力，同力的合力提供向心力，同力的合力提供向心力，同时还应该注意火车转弯平时还应该注意火车转弯平时还应该注意火车转弯平时还应该注意火车转弯平面是水平面面是水平面面是水平面面是水平面解解析析：受受力力分分析析如如图图所所示示，作作平平行行四四边边形形，根根据牛顿第二定律有据牛顿第二定律有应用提升 例例2 2：一个滑雪者连同他的滑雪板质量共：一个滑雪者连同他的滑雪板质量共70kg70kg，他滑到凹形坡底时的速度是他滑到凹形坡底时的速度是20m/s20m/s，
12、坡底的圆弧半，坡底的圆弧半径是径是50m50m，试计算在坡底时雪地对滑雪板的支持力。，试计算在坡底时雪地对滑雪板的支持力。（g g取取10 m/s10 m/s2 2）应用提升小结小结一：知识回顾一：知识回顾二：实例分析二：实例分析三：方法与步骤三：方法与步骤（1）明确研究对象；）明确研究对象；（2）确定在哪个平面做圆周运动，找圆心和半径；）确定在哪个平面做圆周运动，找圆心和半径；（3）确定研究的位置，受力分析）确定研究的位置，受力分析 （4）据向心力公式列方程。）据向心力公式列方程。生活中的圆周运动地球可以看作一个巨大的拱形桥。汽车地球可以看作一个巨大的拱形桥。汽车沿南北行驶，不断加速。请思考：会不沿南北行驶，不断加速。请思考：会不会出现这样的情况：会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持速度大到一定程度时，地面对车的支持力是力是0？此时汽车处于什么状态？驾驶员？此时汽车处于什么状态？驾驶员与座椅间的压力是多少？驾驶员躯体各与座椅间的压力是多少？驾驶员躯体各部分间的压力是多少？驾驶员此时可能部分间的压力是多少？驾驶员此时可能有什么感觉？有什么感觉？生活中的圆周运动思考与讨论思考与讨论
