(共21张PPT)
生活实例:
思考:火车为什么会发生脱轨事故呢?
实际情境:
6.4 生活中的圆周运动
1.向心力的来源?
2.向心力的大小?
可以是几个力的合力,或者某个力,或者某个力的分力。
复习回顾:
学习目标
1.能定性分析火车转弯时外轨高的原因。(物理观念)
2.理解汽车安全转弯的条件。(科学探究)
3.了解离心运动及物体做离心运动的条件,知道离心运动的应用及危害。(科学态度与责任)
一、火车转弯
铁轨
踏面
轮缘
G
N
.
F
火车车轮有突出的轮缘
外轨
内轨
思考1:火车转弯时可看做匀速圆周运动,如果火车内外轨道一样高。火车受哪些力?谁充当向心力?
讨论:靠这种办法得到的向心力缺点是什么?
一、火车转弯
问题化情境一:
G
Fn
N
θ
θ
r
思考2:如果火车外轨道比内轨道高。火车可以不受轨道侧向的弹力F吗?
思考3:若不受侧向轨道的弹力,谁充当向心力
合力在水平向右还是沿斜面向下?
一、火车转弯
问题化情境二:
算一算:质量为m的火车转弯时,做匀速圆周运动的轨道半径为r,轨道的倾角为θ,重力和支持力的合力提供向心力时,速度多大?
火车转弯规定速度:
解析:
G
Fn
N
θ
θ
r
一、火车转弯
任务性情境一:
思考:
(1)如果v行驶>v0,情况如何
(2)如果v行驶θ
若:h为外轨距地面高度,L为两轨道之间距离
h
L
(又h非常小)
火车与轨道有无挤压速度V与r、h、L有关,与火车质量m无关
思考:
(1)如果v行驶>v临界,情况如何
(2)如果v行驶如果火车在转弯处的速度大于规定速度,会对哪个轨道有挤压?如果小于呢?
1.速度过大时:
2.速度过小时:
挤压外轨
挤压内轨
G
Fn
N
h
L
θ
θ
r
发散性情景:
针对练习
1.判断下列说法的正误
(1)火车转弯时的向心力是车轨与车轮间的挤压提供的。( )
(2)火车通过弯道时具有速度的限制。( )
2.(多选)关于火车转弯,下列说法中正确的是( )
A.轨道的弯道应是外轨略高于内轨
B.轨道的弯道应是内轨略高手外轨
C.按规定速率转弯内外轨对车轮均无侧向压力
D.按规定速率转弯内外轨对车轮均有侧向医力
×
√
AC
汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢
二.汽车转弯
O
mg
FN
Ff
当汽车转弯的半径一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也越大,静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩擦力时:
思考:如果汽车转弯的速度过大,会发生什么?
当汽车转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。
改进措施:
(1)增大转弯半径
(2)增加路面的粗糙程度
(3)最重要的一点:应该减速慢行!
质量为2.0×103kg的汽本在水平公路上行驶,轮胎与路面间的最大静摩擦力为 1.4×104N。汽车经过半径为 50m的弯路时,如果车速达到72km/h,这辆车会不会发生侧滑?
应用化情境:
三、离心运动
自主预习
自主阅读课本37-38页“离心运动”,完成以下问题。
1.离心运动定义:物体沿切线飞出或做逐渐____的运动。
2.原因
向心力突然消失或合外力不足以提供所需的____ 。
物体作圆周运动的条件
Fn
=
若“提供”≠“需要”?
“提供”=“需要”
三、离心运动
物体作离心运动的条件:
F提供 < F需要
F提供= F需要
F提供 = 0
F提供 <F需要
F提供>F需要
圆周
近心
切线
离心
三、离心运动
如图所示是摩托车比赛转弯时的情形,转弯处路面常是外高内低,摩托车转弯有一个最大安全速度,若超过此速度,摩托车将发生滑动.关于摩托车滑动的问题,下列论述正确的是( )
A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用
B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力
C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去
D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去
B
学以致用:
小结
1.火车转弯
2.汽车转弯
3.离心运动的条件
作业
精讲精练33页 例1 针对训练1