生活中的圆周运动

1、 5.75.7生活中的圆周运动生活中的圆周运动1 12021/4/192021/4/19428428胶济铁路特别重大交通事故胶济铁路特别重大交通事故22021/4/19o 物体做圆周运动时需要什么物体做圆周运动时需要什么力力？谁来提供？谁来提供？n 物体需要向心力，由合力提供向心力物体需要向心力，由合力提供向心力o 向心力的特点向心力的特点n 方向：方向：总是指向圆心总是指向圆心n 大小：大小：22224vFmmrmrrT 向向32021/4/19F合合“供需供需”平衡平衡 物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动提提供供物体做匀速物体做匀速圆周运动的合力圆周运动的合力做匀速圆周运动做匀速圆周运动

2、所所需需的向心力的向心力 =从从“供供” “需需”两方面两方面研究做圆周运动的物体研究做圆周运动的物体F向向42021/4/19实例一实例一52021/4/19轮缘轮缘62021/4/19外轨对轮外轨对轮缘的弹力缘的弹力内轨内轨外轨外轨p 向心力由外侧轨道对车轮轮缘的弹力提供。向心力由外侧轨道对车轮轮缘的弹力提供。n缺点：缺点：由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力互作用力很大，铁轨容易损坏、变形，发生危险。很大，铁轨容易损坏、变形，发生危险。向心力的来源向心力的来源 ?72021/4/191、请设计一个方案，让火车既能安全通过弯道，又能、请设计一个方

3、案，让火车既能安全通过弯道，又能减少轨道与轮缘的挤压？减少轨道与轮缘的挤压？在实际火车与轨道设在实际火车与轨道设计中，利用轮缘挤压计中，利用轮缘挤压只能增加小部分的向只能增加小部分的向心力；心力；垫高外轨垫高外轨可增可增加较多的向心力。加较多的向心力。外外内内82021/4/19p 火车转弯时，外轨道火车转弯时，外轨道应该适当垫高。使火车通应该适当垫高。使火车通过弯道时，受到重力与支过弯道时，受到重力与支持力的合力持力的合力恰好恰好提供向心提供向心力，此时内轨和外轨同轮力，此时内轨和外轨同轮缘之间缘之间 向心力完全由重力向心力完全由重力G和支持力和支持力N的合力提供的合力提供FNF合合G最佳方

4、案最佳方案向心力的来源向心力的来源 ?均无挤压。均无挤压。92021/4/19FNGOF合合1、轨道对轮缘、轨道对轮缘无挤压无挤压，此时火车的速度为多大？，此时火车的速度为多大？F合合mg tan20tanvmgmr 0tanvgr 临界速度：临界速度：102021/4/19GFN2tanvmgmr 当当 时，时，0vv FO20tanvmgmr 内轨对轮缘产生向外的弹力。轨对轮缘产生向外的弹力。F112021/4/19GFN2tanvmgmr F 当当 时，时，0vv O20tanvmgmr 外轨对轮缘产生向内的弹力。轨对轮缘产生向内的弹力。转弯转弯速度过快呢？速度过快呢？F122021/4

5、/19如果你是设计师，在不改变轨道的情况下，你将采取什如果你是设计师，在不改变轨道的情况下，你将采取什么措施使火车提速？么措施使火车提速？摆式列车摆式列车是一种车体在是一种车体在转弯时可以侧向摆动的转弯时可以侧向摆动的列车，摆式列车能够在列车，摆式列车能够在普通路轨上的弯曲路段普通路轨上的弯曲路段高速驶过而高速驶过而无需减速无需减速。132021/4/19黄石长江大桥黄石长江大桥实例二实例二泸定桥泸定桥142021/4/19152021/4/19v2NvFmgFmr 合合2-NvFFmgmr合合=GFN最高点最高点2NvFmgmmgr失重失重2NvFmgmmgr超重超重最低点最低点汽车对桥面汽

6、车对桥面的压力最大的压力最大GNFmrOrOvm162021/4/19p 如果我们以凸形桥为例的话如果我们以凸形桥为例的话,假如车的假如车的速度不断增大速度不断增大的话的话,车将会发生什么现象呢车将会发生什么现象呢?合2NvFmgFmr可知：可知：v越大，越大，FN越小越小n当当v逐渐增大，逐渐增大， ，此时，此时FN = 0，2vmgmr vgr GFN172021/4/19n若若v继续增大继续增大 ，则，则汽车会飞出去汽车会飞出去。合外力不足以提供汽车做圆周运动的向心力合外力不足以提供汽车做圆周运动的向心力182021/4/19Ron 如果把地球看成一个巨大的拱桥如果把地球看成一个巨大的拱

7、桥 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？=8000m/svgRvgR=根据得：这个速度也被称之为这个速度也被称之为“第一宇宙速度第一宇宙速度”这时驾驶员这时驾驶员对对座椅之间的压力是多座椅之间的压力是多大？大？192021/4/19实例三实例三202021/4/19实例三实例三212021/4/19水流星水流星过山车过山车222021/4/19G2=NvFFmgmr合合,vgr如如果果物物体体不不能能到到达达最最高高点点 min= 0NvFgr当当时时：最高点最高点FN232021/4/191 1、请同学完成总结、请同学完成总结2 2、作业布置、作业布置研究性学习：

8、通过骑自行车实际体会转研究性学习：通过骑自行车实际体会转弯，并分析向心力的来源。弯，并分析向心力的来源。完成本节课后练习第完成本节课后练习第1 1、2 2、3 3题。题。242021/4/19o9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定。21.11.2221.11.22Monday, November 22, 2021o10、低头要有勇气，抬头要有低气。11:50:4711:50:4711:5011/22/2021 11:50:47 AMo11、人总是珍惜为得到。21.11.2211:50:4711:50Nov-2122-Nov-21o12、人乱于心，不宽余请。11:50:4711:50:4711:50Monday, November 22, 2021o13、生气是拿别人做错的事来惩罚自己。21.11.2221.11.2211:50:4711:50:47November 22, 2021o14、抱最大的希望，作最大的努力。2021年11月22日星期一上午11时50分47秒11:50:4721.11.22o15、一个人炫耀什么，说明他内心缺少什么。2021年11月上午11时50分21.11.2211:50November 22, 2021o16、