火车转弯和离心

定义：作用效果：,知识回顾：向心力,匀速圆周运动：向心力的大小：,做匀速圆周运动的物体，加速度（合外力）的方向始终与速度v垂直，指向圆心。我们把指向圆心方向的加速度叫做向心加速度，指向圆心方向的合力又叫做向心力。,不做功，只改变线速度的方向，不改变线速度的大小。,线速度变、角速度不变、周期转速不变；向心加速度、向心力变,求解匀速圆周运动问题的方法：确定研究对象及圆周运动的轨道平面；明确圆周运动的圆心、半径，及物体的运动情况，即线速度、角速度等相关量；受力分析，确定向心力的来源：指向圆心方向的合力即向心力利用牛顿运动定律及圆周运动知识列方程求解,向心力的表达式中有m（注意避免出现如下错误！）,17班5.（多选）关于匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A做匀速圆周运动的物体的向心加速度与半径成反比B做匀速圆周运动的物体的向心加速度指向圆心C做匀速圆周运动的物体的向心加速度是恒定的D做匀速圆周运动的物体所受合外力为变力,准备学案1-28页，课本，草稿本周测题没讲到的题目做错的同学自己纠错拿给我看,自行车传动结构的示意图其中是大齿轮，是小齿轮，是后轮(1)假设脚踏板每n秒转一圈，则大齿轮的角速度是_rad/s.(2)要知道在这种情况下自行车的行驶速度的大小，除需要测量大齿轮的半径r1，小齿轮的半径r2外，还须测量的物理量是_(写出符号及物理意义)(3)自行车的行驶速度大小是_(用你假设的物理量及题给条件表示),l1m的细线，m1kg的小球(可视为质点)，光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角37，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为时，球压紧椎面，求此时绳的拉力？.(g取10m/s2，结果可用根式表示)求：(1)若要小球离开锥面，则小球的角速度0至少为多大.(2)若细线与竖直方向的夹角为60，则小球的角速度为多大.,轨迹类似第三问尝试用其他方法,光滑斜面长l，宽b，倾角，物块(质点)沿顶点P水平射入，恰好从Q点离开(1)物块由P运动到Q所用的时间t；(2)物块由P点水平射入时的初速度v0；(3)物块离开Q点时速度的大小v.,18页8题定滑轮的半径r2cm，绕在滑轮上的细线悬挂着一个重物，由静止开始释放，测得重物以加速度a2m/s2匀加速运动，在重物由静止下落1m的瞬间，滑轮边缘上的点的角速度_rad/s，向心加速度an_m/s2两种错误,19页4一物体以4m/s的线速度做匀速圆周运动，转动周期为2s，则物体在运动过程中的任一时刻，速度随时间的变化率的大小为()A2m/s2B4m/s2C0D4m/s2,以下18班没讲67是一类题，要掌握这类题的处理方式：分别求线速度，角速度，向心加速度之比：,要掌握这类题的处理方式：分别求线速度，角速度，向心加速度之比：,AB两个质点靠时间建立联系，注意B的弧度角出现的问题见后面,单位要不要带？,求得是转速还是线速度？取值3？,第五章曲线运动,第七节生活中的圆周运动,一、铁路的弯道,1.联想汽车转弯，人的感觉？什么提供向心力？2.火车转弯时也在做圆周运动，那么是什么力提供向心力？火车和汽车车轮不一样，先来看一下火车车轮的结构,一、铁路的弯道,车轮的构造,火车车轮有突出的轮缘,一、铁路的弯道如果弯道是平的，什么提供了向心力？,.,靠这种办法得到的向心力缺点是什么？如何解决这一问题？,让外轨高于内轨，选择合适的高度差，合适的角度，使车轮对内外轨都没有挤压1.找圆心2.受力分析，建系3.列两个方向的方程4.此时谁来提供向心力？5.此时火车转弯时规定的临界速度:,一、铁路的弯道,过大时：,过小时：,如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？,轮缘受到外轨向内的挤压力;,轮缘受到内轨向外的挤压力。,圆心O,外轨略高于内轨,一、铁路的弯道,不只是火车弯道的设计，其他赛道的设计也是同理,汽车匀速在水平路面上转弯时，向心力是由谁提供？,需,供,1.汽车刚好能够安全转弯的速度是多少？2.如果速度再大一点，供需关系？拽不住，做什么运动？3.汽车转弯时要怎样才能防止离心现象的发生？,四、离心运动,如右图示，一个物体做匀速圆周运动，请思考并回答：问题9：所有有质量的物体都有惯性，该物体应沿着切线方向飞出，但为什么没有飞出？问题10：如果所受所有力突然消失，物体沿什么方向运动？问题11：在合力不足以提供所需的向心力时，物体可能沿什么方向运动？问题12：在合力大于所需的向心力时，物体可能沿什么方向运动？,F拉m2r,供需是否平衡决定物体做何种运动,看课本P29，回答以下问题：什么是离心运动？举例说明离心运动有哪些应用及危害？,做圆周运动的物体，在合力消失或不足以提供所需的向心力时，物体远离圆心的运动，叫离心运动。,应用：脱水、炼钢、离心管技术。,危害：车高速转弯、砂轮和飞轮的超高速转动。,用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内,制作棉花糖的原理：内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁.内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花.,四、离心运动,二、汽车过桥,F压FNmg,水平桥,拱形桥,凹形桥,情景1：如图，一质量为m的汽车在凹形桥上以速度前进，设桥面的圆弧半径为R，试求汽车通过桥的最高点时对桥的压力。画受力分析，列牛二方程,二、汽车过桥,思考：汽车通过最低点时失重or超重？理由？汽车通过最低点时的速度增大，与桥之间的弹力如何变化？会出现什么现象？汽车不在最低点时，它的运动能用上面方法求解吗？,情景2：如图，一质量为m的汽车在拱形桥上以速度前进，设桥面的圆弧半径为R，试求汽车通过桥的最高点时对桥的压力。画受力分析，列牛二方程,思考：汽车通过最高点时，失重or超重？理由？汽车不在最高点时，它的运动能用上面方法求解吗？汽车通过最高点时的速度增大，对桥的压力如何变化？增大到压力为0时（腾空），汽车的速度是多少？此时的汽车和车中的人处于什么状态？接下来汽车讲做什么运动？,思考：公路上很多的凹坑，哪里最容易爆胎？如果让你修路，怎么办？,算一下地面对车的支持力是0时，车速约是多少？g取10m/s2.,三、航天器中的失重现象,1.航天器加速升空时，座椅上的航天员出于什么状态？2.在地面附近的绕地球做匀速圆周运动的航天器中当时，航天员对座椅的压力是多少？,轨道半径近似等于地球半径航天员受到的地球引力近似等于自身重力,4页9(多选)物体受到几个恒力的作用而处于平衡状态，若再对物体施加一个恒力，则物体可能做()静止或匀速直线运动匀变速直线运动曲线运动匀变速曲线运动,准备学案1-28页，周测题没讲到的题目做错的同学自己纠错拿给我看,4页10一块橡皮用细线悬挂于O点，用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动，运动中始终保持悬线竖直，则橡皮运动的速度()A大小和方向均不变B大小不变，方向改变C大小改变，方向不变D大小和方向均改变,放最后18页5某物体以10m/s的速率沿周长为40m的圆做匀速圆周运动，求：(1)物体运动2s内的位移