生活中的圆周运动课件zVIP免费

§5.7§5.7生活中的圆周运动生活中的圆周运动圆周运动的基本公式：v=ωrω=ω=2πnT2πan==ω2r=ωvv2r回回顾顾Fn=m=mω2r=v2rrTm22ttlvrlF向一.铁路的弯道轮缘轮缘铁轨铁轨((轨距轨距))11、火车做匀速直线运动和匀速转弯、火车做匀速直线运动和匀速转弯运动状态是否相同？运动状态是否相同？GFNFF弹弹22、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？轨如何对火车提供水平方向的向心力？轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！和车轮极易受损！例例11、火车速度为、火车速度为30m/s30m/s，弯道的半径，弯道的半径R=900mR=900m，火车的质量，火车的质量m=8×10m=8×1055kgkg，转弯时轮，转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大？缘对轨道侧向的弹力多大？25810N=vFmrn列车速度过快,造成翻车事故9真实的铁路弯道的特点内轨外轨特点：内轨低、外轨高10讨论一下：铁轮弯道的设计用意？（1）如果没有轨道对轮缘的挤压，请你分析一下火车的受力情况。你能找到火车向心力的来源吗？（2）写出外界提供向心力的表达式。FNG11假如你是设计师？【思考】假如你是设计师，你设计了一段半径为r，倾角为θ的弯道，按照刚才的分析，你会如何规定火车转弯的速度？FNGrv=思考与讨论外轨对外轮缘有弹力V＜rgh/L内轨对内轮缘有弹力V＞rgh/L火车转弯时，内外轨道的弹力如何？火车转弯时，内外轨道的弹力如何？V=rgh/L内外轨对轮缘无弹力例、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？黄石长江大桥三、三、拱拱型型桥桥例、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？解：汽车通过桥顶时，受力情况如图：汽车通过桥顶时：mgFN由牛顿第二定律：由牛顿第三定律：Or注意：汽车过拱型桥的速度不宜过大,为什么？rvmFmgN2rvmmgFN2rvmmgFFNN2'FN将消失,汽车将飞离桥面。你见过凹形的桥吗？卢定桥由牛顿第二定律：GFN拓展:汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹型桥面，如图所示，求汽车在最低点时对桥面的压力是多大？解：汽车通过底部时，受力情况如图：注意：汽车过凹形桥的速度不宜过大,为什么？rrvmmgFN2rvmmgFN2rvmmgFFNN2'否则Fn过大,汽车可能压坏凹型桥或者爆胎。如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是()练习A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力D．汽车对桥面的压力大于汽车的重力BCBC1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是()A.a处B.b处C.c处D.d处abcdD可能飞离路面的地段应是？当堂练习例：一辆质量m=500kg的小车，驶过半径R=40m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m／s2．求：(1)若桥面为凸形，汽车以4m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大?(2)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力（1）由合力提供向心力，得rvmFGN2NrvmGFN48002（2）由重力提供向心力，得rvmmg2smgRv/20生活中有很多运动都可以看作圆周运动，解决这类问题的关键就是处理圆周运动问题的一般步骤：选准研究对象进行受力分析。小结：（1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径；（2）进行受力分析，画出受力分析图;（3）求出在半径方向的合力，即向心力；（4）用牛顿第二定律结合匀速圆周运动的特点列方程求解。rvmFn2授课教师：曾增