圆周运动
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1.火车转弯问题
2.汽车过拱桥最高点和凹形桥最低点的压力问题
3.航天器中的失重现象
4.离心运动产生的条件及应用和防止
问题1:汽车在水平公里上转弯时什么力提供向心力?
问题2:汽车安全转弯的速度为多少?
赛道的设计
请分析原因?
重力支持力的合力提供一部分向心力
弯道水平时,什么力提供向心力?
一、火车转弯
内轨道
外轨道
外轨道对轮缘的弹力提供火车转弯的向心力
对轨道有什么影响?
问:(1)观察转弯时内外铁轨的高度有什么变化?
(2)火车转弯什么力提供向心力?
火车转弯模拟图
O
G
FN
F合
θ
θ
G和FN的合力提供向心力
根据牛顿第二定律得:
G
FN
θ
G
FN
θ
F
F
当 时
当 时
讨论:
外轨道对轮缘产生弹力
内轨道对轮缘产生弹力
二、拱形桥
拱形桥
凹形桥
水平桥
G
FN
mg-FN=
FN问:当汽车的速度不断增大时,会发生什么现象?
1.拱形桥:
根据牛顿第二定律:
FN=mg-
G
FN
FN-mg=
2.凹形桥:
FN>mg
根据牛顿第二定律:
FN=mg+
mg-FN=
FN=0
mg=
驾驶员处于失重状态
航天器内航天员处于失重状态
航天器内航天员踢足球
观看视频:
问:为什么会发生这种现象?
离心运动:
做匀速圆周运动的物体,在所受合力突然消失,或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。
1.离心运动的应用
2.离心运动的防止
洗衣机的脱水桶
纺织厂中用于棉纱、
毛线、纺织品的干燥
汽车的离心运动造成事故
高速运转的砂轮、飞轮的
转速过快造成破裂
离心甩干
离心脱水
张文秀 2016年奥运会链球银牌
课堂小结
1.火车转弯问题
2汽车过拱桥最高点和凹形桥最低点的压力问题
3.航天器中的失重现象的本质
4.离心运动及其产生的条件,了解离心运动的应用和防止
课堂练习:
一辆质量m=2000kg的汽车,驶过半径R=90m的一段圆弧形拱桥,重力加速度g=10m/s。求:
(1)汽车到达桥顶时速度为10m/s,汽车对桥的压力是多大?
(2)汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥没有压力?