2.3 圆周运动案例分析——平面上(共16张PPT)

(共16张PPT)
2.3
圆周运动案例分析
——平面上
沪科版
高一物理
必修二
第二章
知识回顾
物体做匀速圆周运动时，受力有何共同点？
物体要受到指向圆心的合外力——向心力
向心力的特点：
方向：总是指向圆心
大小：
F=mrω2
或：F=m
v2
r
“供需”平衡
物体做匀速圆周运动
提供物体做匀速圆周运动的力F合
物体做匀速圆周运动所需的力
从“供”
“需”两方面研究
做圆周运动的物体
向心力公式的理解
=
一、火车转弯哪个力提供向心力
1、火车车轮的结构特点
火车车轮有突出的轮缘
轮面
2、内外轨道一样高时：
N
G
向右转
N
G
F
向右转
向心力
F
由外侧轨道对铁轨
的压力提供
在水平弯道上转弯时，
根据牛顿第二定律F=m
可知
R
V2
火车质量很大
外轨对轮缘的弹力很大
外轨和外轮之间的磨损大，
铁轨和车轮都容易受到损坏
你能想办法改进一下吗？
3、轨道外高内低时：
α
N
G
F
α
α
现实中，铁路建造完工后，倾斜角θ和转弯半径r就已确定，如果要使火车在这个水平转弯时铁轨恰好不受轮缘的挤压，就可以大大延长使用寿命应该调整火车的行驶速度。请你求出这个设计速度v0？
STSE?练习一
h是内外轨高度差，L是轨距
G
N
h
L
?
Fn
注意这时的向心力是水平的
?
?
F向=mgtanα
4、设计时速
a、当火车行驶速率v>v0时，
外轨对轮缘有侧压力；
G
N
N‘
b、当火车行驶速率v内轨对轮缘有侧压力。
G
N
N’
雄鹰在天空中盘旋，你认为此时它在（俯视）顺时针旋转还是逆时针旋转？
G
N
F合
练习二：设雄鹰的质量为m以速度v在水平面内做半径为r的圆周运动,则雄鹰受到的升力是多大?
二、汽车转弯哪个力提供向心力
G
N
F合
θ
F合=
F向
=
mg?tanθ
G
N
f静
F向
=
f静
在水平路面上转弯
在倾斜路面上转弯
处理圆周运动的一般方法：
1、确定研究对象；
2、确定圆周平面及圆心；
3、受力分析并明确向心力来源；
4、依据动力学方程写表达式；
5、解答。
课堂小结
汽车在半径为r的水平弯道上转弯,如果汽车与地面的动摩擦因数为μ,那么汽车不发生侧滑的最大速率是多大?
当堂练习
作业
课本34页：2、3、5