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1、8、生活中的圓周運動,第五章 曲線運動,知識回顧,向心力方向:總是指向圓心大?。?物體做圓周運動時,需要有向心力,觀看《環(huán)球飛車》,火車以半徑R在水平軌道上轉(zhuǎn)彎,火車質(zhì)量為M,速度為v。分析火車的向心力情況。,實例研究1——火車轉(zhuǎn)彎,實例研究1——火車轉(zhuǎn)彎,,FN,向心力由外側(cè)軌道對車輪輪緣的擠壓力提供.,研究討論:,1、如何減輕火車對軌道的側(cè)壓力?,火車以半徑R= 900 m轉(zhuǎn)彎,火車質(zhì)量為8×105kg ,速
2、度為30m/s,火車軌距l(xiāng)=1.4 m,為了使鐵軌不受輪緣的擠壓,軌道應(yīng)該墊的高度h?,,,,θ,,由力的關(guān)系得:,由向心力公式得:,由幾何關(guān)系得:,解:火車做圓周運動,=0.14m,≈ tanθ,研究與討論,3、若火車速度與設(shè)計速度不同會怎樣?,外側(cè),內(nèi)側(cè),,,,θ,過大時:外側(cè)軌道與輪之間有彈力,過小時:內(nèi)側(cè)軌道與輪之間有彈力,需要輪緣提供額外的彈力滿足向心力的需求,,,F,“供需”平衡 物體做勻速圓周運動,向心力公式的理解,從“供
3、” “需”兩方面研究做圓周運動的物體,,研究與討論,3、若火車速度與設(shè)計速度不同會怎樣?,外側(cè),內(nèi)側(cè),,,,θ,過大時:外側(cè)軌道與輪之間有彈力,過小時:內(nèi)側(cè)軌道與輪之間有彈力,需要輪緣提供額外的彈力滿足向心力的需求,4、若火車車輪無輪緣,火車速度過大或過小時將發(fā)生什么現(xiàn)象?,,過大時:火車向外側(cè)運動過小時:火車向內(nèi)側(cè)運動,,,實例研究2——汽車過拱橋,1、汽車過拱橋是豎直面內(nèi)圓周運動的典型代表2、研究方法與水平面內(nèi)圓周運動相同,,,
4、分析汽車過橋的最高點時對橋的壓力情況。設(shè)車質(zhì)量為m,橋面半徑為R,此時速度為v。,,,,最高點,說一說:,汽車不在拱形橋的最高或最低點時,它的運動能用上面方法求解嗎?,,,,θ,R,,G,,,G,FN,最高點,研究與討論,1、汽車在拱橋的最高點,若速度不斷增大,會發(fā)生什么現(xiàn)象?,2、有無可能做這樣的運動?若可能應(yīng)滿足怎樣的條件?,,研究圓周運動的要點,從“供”“需”兩方面來進行研究“供”——分析物體受力,求沿半徑方向的合外力“需”
5、——確定物體軌道,定圓心、找半徑、用公式,求出所需向心力“供”“需”平衡做圓周運動,課堂反饋:,1、地球可以看做一個巨大的拱形橋,橋面的半徑就是地球的半徑。會不會出現(xiàn)這樣的情況:速度大到一定程度時,地面對車的支持力是零?這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少?,三、航天器中中的失重現(xiàn)象,1、重力提供向心力2、坐艙對宇航員的支持力為零,航天員處于失重狀態(tài),三、離心運動,1、產(chǎn)生的原因(條件)?2、離心運動的應(yīng)用3、離心運動的防
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