生活中的圆周运动上课

4生活中的圆周运动OmgFNFf提供向心力受力分析Ff知识回顾物体做圆周运动时，必须有力提供向心力是按效果命名的力向心力提供物体做圆周运动的力物体做圆周运动所需的力物体作圆周运动的条件从“供”“需”两方面研究生活中做圆周运动的物体，由物体受力情况决定由物体的运动情况决定F=“供需”平衡物体做圆周运动本节课牛顿第二定律F=ma的应用生活中的圆周运动

火车车轮的构造火车车轮有突出的轮缘一、火车转弯：对实际问题进行抽象提炼并建立模型水平轨道模型弯曲轨道模型火车模型请思考：列车的脱轨、翻车事故容易出现在什么地方？铁路的弯道处FNFG1、铁路的弯道生活中的圆周运动

1内外轨道一样高时转弯火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向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,易损坏铁轨一、火车转弯：例1：高速列车在水平面内拐弯时，可以近似看做匀速圆周运动，一节车厢的质量m=15t，拐弯的速度大小为360m/h，拐弯的半径为1m，则外侧铁轨对轮缘的侧向挤压力FN为多大？FN==150000N铁路的弯道生活中的圆周运动

2外轨高内轨低时转弯GNθr一、火车转弯：已知r，θ，若想让车轮和轨道间无挤压，火车应以多大速度通过？铁路的弯道生活中的圆周运动

2外轨高内轨低时转弯GFnNθθr一、火车转弯：已知r，θ，若想让车轮和轨道间无挤压，火车应以多大速度通过？铁路的弯道生活中的圆周运动

2外轨高内轨低时转弯GFnNhLθ此为火车转弯时的设计速度r思考:1如果v行驶>v设计,情况如何2如果v行驶<v设计,情况如何θ很小时,sinθ≈tanθ一、火车转弯：当v=v0时：当v>v0时：当v<v0时：轮缘不受侧向压力,最安全的转弯速度轮缘受到外轨向内的挤压力,外轨易损坏。轮缘受到内轨向外的挤压力,内轨易损坏。F弹F弹铁路弯道处超速是火车脱轨和翻车的主要原因GNFn自行车转弯汽车赛道的设计生活中的圆周运动

二、汽车过桥黄石长江大桥汽车过桥问题的拱桥最高点时对拱桥的压力？【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：可见汽车的速度越大对桥的压力越小。Nmg当时汽车对桥的压力为零。（临界速度）当ｖ大于ｖ临界时，汽车做什么运动？飞离桥面做平抛运动！汽车过桥问题由于加速度ａ竖直向下，属失重现象。m2求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？Nmg【解】mg和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：可见汽车的速度V越大，对桥的压力越大。由于加速度ａ的方向竖直向上，属超重现象。m生活中的圆周运动

FN=G汽车过桥问题小结1一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是Aa处

Bb处

Cc处

Dd处生活中的圆周运动

abcdD当堂练习:如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是

练习2A在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力C汽车对桥面的压力小于汽车的重力D．汽车对桥面的压力大于汽车的重力BC思考与讨论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，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……思考与讨论:三、航天器中的失重现象假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径r，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力mg．试求座舱对宇航员的支持力为零时飞船的速度多大通过求解，你可以判断此时的宇航员处于什么状态（超重或失重）。对宇航员，重力提供向心力：mg=mv2/r由此可以得出宇航员处于完全失重状态此时人对座椅的压力为零四、离心运动F１=0FF２绳栓着小球在水平面做匀速圆周运动时，小球所需的向心力由绳产生的弹力提供。若m、r、ω一定，向心力F向=mω2r。若突然松手，小球将怎样运动？若绳的拉力F小于它做圆周运动的所需的向心力，小球将怎样运动？离心运动：做圆周运动的物体，在提供的向心力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。离心抛掷离心脱水离心分离离心甩干●离心运动的应用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。OF静vOFv4离心运动的防止2、防止：汽车转弯，高速砂轮限速等向心、圆周、离心运动“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的力需物体做匀速圆周运动所需的力Fn=圆周运动Fn<离心运动Fn>向心运动小结处理圆周运动问题的基本思路：1）找到圆周运动的圆平面，确定圆心找到半径2）受力分析，找到向心力的来源；3）利用向心力公式Fn=man列方程求解实质是牛顿第二定律