匀速圆周运动

1、生活中的圆周运动,知识回顾,向心力 方向：总是指向圆心 大小：,物体做圆周运动时，需要有向心力,车轮介绍,火车水平转弯时情况分析,内外轨道 一样高,弊端分析,由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力F提供,优点：这样设计可以减小轮缘与轨道之间的弹力可以很好地保护轮缘与轨道火车即可正常工作，又可以提高使用寿命,当外轨略高于内轨时,火车受力,垂直轨道面的支持力 N,火车的向心力来源,由G和N的合力提供,h,N,h,F,L,如图示 知 h , L,转弯半径R,车轮对内外轨都无压力,质量为m的火车运行的速率应该多大?,火车拐弯应以规定速度行驶,火车行驶速率vv规定,当火车行驶速率vv规定时，,当火车行驶速率vv规

2、定时，,G,N,N,火车行驶速率vv规定时,G,N,N,外轨对轮缘有侧压力；,内轨对轮缘有侧压力。,思维拓展及应用,你观察过高速公路转弯处的路面情况吗?,高速公路转弯处也是外高内底 （并且超车道比主车道更加倾斜）,山区铁路弯道过多，火车能否大面积提速？,赛道的设计,竖直面内的圆周运动（最高点和最底点),(汽车过桥为例),拓展和应用,水和小球在最高点受到哪些力作用?向心力的来源是什么? 如果速率非常小，会有什么情况发生？,问题,小球过“山车”实验,实例分析,一、汽车过桥,1,2,3,N,汽车通过桥最高点时， 车对桥的压力,以“凸形桥”为例分析：,1、分析汽车的受力情况,N,2、找圆心,3、确定F

3、合即F向心力的方向。,4、列方程,N,G,F合= G-N,=,=,=,=,=,-,-,-,学生分析汽车通过最底点时车对桥 (过水路面)的压力,=,+,小结:比较三种桥面受力的情况 （超重？ 失重？）,G,FN,最高点,研究与讨论,1、汽车在拱桥的最高点，若速度不断增大，会发生什么现象？,2、有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？,研究圆周运动的要点,从“供”“需”两方面来进行研究 “供”分析物体受力，求沿半径方向的合外力 “需”确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力 “供”“需”平衡做圆周运动,分析圆周运动的一般步骤,a.明确圆周运动的平面,b.确定圆周运动的圆心半径,c

4、.分写物体的受力情况，找到向心力的来源,d.利应向心力公式进行分析，求解,说一说：,汽车不在拱形桥的最高或最低点 时，它的运动能用上面方法求解吗？,R,G,课堂反馈：,1、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？,太空行走,超重和失重现象的应用,航天飞机中的人和物都处于 状态。,完全失重,在航天飞机中所有和重力有关的仪器都无法使用！,弹簧测力计无法测量物体的重力.,无法用天平测量物体的质量,但仍能测量拉力或压力的大小。,利用完全失重条件的科学研究,液体呈绝对球形,制造理想的滚珠,制造泡沫金属,如图为过山车轨道的一部分，若要使车厢能安全通过圆形轨道，车厢至少应从多高处释放？不计一切摩擦与阻力。,R,h？,例题,小结,（）水平面内的圆周运动：火车转弯,（）竖直平面内的圆周运动：汽车过拱桥,（）分析圆周运动的一般步骤,a.明确圆周运动的平面,b.确定圆周运动的圆心半径,c.分写物体的受力情况，找到向