复习课件生活中的圆周运动.ppt

精选课件 精选课件 精选课件 精选课件 精选课件 基本要求 1.能定性分析火车外轨比内轨高的原因。 2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。 3.知道航天器中的失重现象的本质。 4.知道离心运动及其产生条件,了解离心运动的应用和防止。 发展要求 1.知道牛顿第二定律是分析生活中圆周运动的基本规律。 2.进一步领会力与惯性对物体运动状态变化所起的作用。 3.逐步养成用物理知识分析生活和生产实际问题的习惯。 说明 1.不要求对离心运动进行定量计算。 2.不要求对火车转弯有侧力情况下通过列方程进行定量计算。 3.不要求分析与计算两个物体联结在一起做圆周运动时的问题。 第八节 生活中的圆周运动 精选文档 * 生活中的圆周运动 精选文档 * F合 供需平衡 物体做匀速圆周运动 提供物体做匀速圆周运动的力(受力分析) 物体做匀速圆周运动所需的力 向心力公式的理解 = 从供需两方面研究做圆周运动的物体 精选文档 * 汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢? O mg FN Ff 实例研究——汽车转弯 精选文档 * 汽车在水平路面上转弯所需要的向心力来源:汽车侧向所受的静摩擦力。 O mg FN Ff 当汽车转弯的半径一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也越大,静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩擦力时: 精选文档 * 某司机驾车在丽龙高速出口,通过水平转盘时出了车祸。讨论其原因,交通部门有责任么?如果你是公路的设计师,请提出你的道路改进措施? 转弯处的路面内低外高! G Ff FN 精选文档 * O mg FN Ff 由此可见:当汽车以沿圆盘转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。 改进措施: (1)增大圆盘半径 (2)增加路面的粗糙程度 (3)增加路面高度差——外高内低 (4)最重要的一点:司机应该减速慢行! 精选文档 * 实例研究——火车转弯 火车以半径R= 300m在水平轨道上转弯,火车质量为8×105kg,速度为30m/s。铁轨与轮之间的动摩擦因数μ=0.25。 O mg FN Ff 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=2.4×106N 但轨道提供的静摩擦力最大值: Ffmax=μmg=1.96×106N 供需不平衡,如何解决? 精选文档 * 最佳设计方案 火车以半径R=900 m转弯,火车质量为8×105kg ,速度为30m/s,火车轨距l=1.4 m,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h?(θ较小时tanθ=sinθ) FN mg F θ h 由力的关系得: 由向心力公式得: 由几何关系得: 解： =0.14m 精选文档 * 研究与讨论 若火车速度与设计速度不同会怎样? 外侧 内侧 F θ 过大时： 外侧轨道与轮之间有弹力 过小时： 内侧轨道与轮之间有弹力 需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求 FN′ FN′ 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 FN mg 离心 向心 供需不平衡 精选文档 * 列车速度过快,造成翻车事故 精选文档 * 1、汽车过拱桥 质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多大? 实例研究——汽车过桥 精选文档 * 解:汽车通过桥顶时,受力如图: mg FN O r 由牛顿第二定律: 由牛顿第三定律: 当汽车通过桥顶时的速度逐渐增大时FN 和 FN′会怎样变化? Ff F 失重 精选文档 * 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,地面对车的支持力为零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少…… 此时: 第一宇宙速度 精选文档 * 你见过凹形桥吗? 泸定桥 精选文档 * 拓展:质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹形桥面,如图所示,求汽车在最低点时对桥面的压力是多大? 解:汽车通过底部时,受力如图: G FN 由牛顿第二定律: 当汽车通过桥最低点时的速度逐渐增大时 FN和FN′怎样变化? 由牛顿第三定律： F Ff 超重 精选文档 * 比较三种桥面受力的情况 FN = G G FN G G FN FN 精选文档 * 飞车走壁 摩托车飞车走壁,请分析受力情况,解释现象。 FN mg F 精选文档 * 思考:过山车为什么在最高点也不会掉下来? 过山车 精选文档 * 讨论 物做近心运动 ① 绳和内轨模型 理论研究 mg FN v 轨道提供支持力,绳子提供拉力。 精选文档 * v ② 杆儿和双轨模型 能过最高点的临界条件: 当速度v 时, 杆儿对小球是拉力; 当速度v 时, 杆