6.4 生活中的圆周运动 1 课件(共21张PPT)

(共21张PPT)
6.4 生活中的圆周运动
一、向心力
1．定义：做圆周运动的物体所受到的_____________方向的合力叫向心力．
2．方向：始终沿________指向___________．
4．效果力：向心力是根据力的__________来命名的，凡是产生向心加速度的力，不管属于哪种性质，都是向心力．
指向圆心
半径
圆心
作用效果
二、变速圆周运动
变速圆周运动所受合外力一般不等于向心力，合外力一般产生两个方向的效果．
(1)合外力F跟圆周相切的分力Ft，只产生______加速度，描述线速度___________的快慢．
(2)合外力F指向圆心的分力Fn，只产生向心加速度，描述线速度__________的快慢．
[判一判](1)变速圆周运动的向心力并不指向圆心．(　　)
(2)变速圆周运动的向心力大小改变．(　　)
切向
大小变化
方向变化
错
对
轮缘
铁轨
1、火车的铁轨与轮缘
F
F
一、火车过弯道
G
FN
2、火车做匀速转弯运动
F外轨
F内轨
F轨道
轮缘与外轨间的弹力太大，铁轨和车轮易受损！
例1、火车速度为30m/s，弯道的半径R=900m，火车的质量m=8×105kg，转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大？
转弯时需要多大的弹力？
若换成汽车，则需要很大的摩擦力，车胎易受损！
3、如何设计？
外轨
θ
内轨
FN
G
F
——外轨高于内轨道
火车转弯：轨道是斜的
赛车转弯：轨道是斜的
4、为什么会飞出去呢？
例：已知火车轨道平面与水平地面夹角为 ，转弯时轨道半径为r（忽略轨道宽度），求：多大的速度才是完美的？
外轨
内轨
F
θ
FN
G
v>v0 ：外侧轨道与轮之间有弹力
v例：在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了( )
A．减轻火车轮子挤压外轨
B．减轻火车轮子挤压内轨
C．使火车车身倾斜，利用重力 和支持力的合力提供转弯所需向心力
D．限制火车向外脱轨
ACD
二、汽车过拱桥
质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多大
mg
FN
O
r
v越大，FN越小；
v为多大时，FN=0？
地球可以看做一个巨大的拱桥,桥面的半径就是地球的半径，随着v的增大……
v越大，FN越小；
v为多大时，FN=0？
例：航天器贴地飞行，它的轨道半径近似等于地球半径r，当环绕地球飞行的速度为 时，宇航员处于什么状态？（航天员受到的地球引力近似等于他在地球表面的体重mg）
宇航员完全失重！（书P28 思考与讨论）
当 时，FN=0
例：人造卫星的天线偶然折断，那么 ( )
(A)天线将作自由落体运动，落向地球；
(B)天线将作平抛运动，落向地球；
(C)天线将沿轨道切线方向飞出，远离地球；
(D)天线将继续和卫星一起沿轨道运转。
D
思考：
汽车不在拱形桥的最高点或最低点时，它的运动能用上面的方法求解压力吗？
mgcosθ－FN=man
所以
FN=mgcosθ－maN
桥面支持力
与夹角θ、车速v都有关。
（
你见过凹形桥吗
泸定桥
质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹形桥面,如图所示,求汽车在最低点时对桥面的压力是多大
G
FN
汽车过凹桥
v越大，FN越大。
三、比较三种桥面受力的情况
FN = G
G
FN
G
G
FN
FN