课件20张PPT。8、生活中的圆周运动第五章 曲线运动知识回顾
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
观看《环球飞车》 火车以半径R在水平轨道上转弯,火车质量为
M,速度为v。分析火车的向心力情况。实例研究1——火车转弯实例研究1——火车转弯FN 向心力由外侧轨道对车
轮轮缘的挤压力提供.研究讨论:1、如何减轻火车对轨道的侧压力? 火车以半径R= 900 m转弯,火车质量为8×105kg ,速度为30m/s,火车轨距l=1.4 m,为了使铁轨不受轮缘的挤压,轨道应该垫的高度h?
θ由力的关系得:由向心力公式得:由几何关系得:解:火车做圆周运动=0.14m≈ tanθ研究与讨论3、若火车速度与设计速度不同会怎样?
外侧内侧θ过大时:外侧轨道与轮之间有弹力过小时:内侧轨道与轮之间有弹力需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求F“供需”平衡 物体做匀速圆周运动向心力公式的理解从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体研究与讨论3、若火车速度与设计速度不同会怎样?
外侧内侧θ过大时:外侧轨道与轮之间有弹力过小时:内侧轨道与轮之间有弹力需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求4、若火车车轮无轮缘,火车速度过大或过小时将发生什么现象?过大时:火车向外侧运动
过小时:火车向内侧运动
实例研究2——汽车过拱桥1、汽车过拱桥是竖直面内圆周运动的典型代表
2、研究方法与水平面内圆周运动相同分析汽车过桥的最高点时对桥的压力情况。设车质量为m,桥面半径为R,此时速度为v。最高点说一说: 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?θRGGFN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?
三、航天器中中的失重现象1、重力提供向心力
2、坐舱对宇航员的支持力为零,航天员处于失重状态三、离心运动1、产生的原因(条件)?
2、离心运动的应用
3、离心运动的防止电子甩体温表器汽车转弯
思考:有时汽车在水平地面上转弯会侧滑是什么原因?(提示:是什么力提供向心力)