生活中的圆周运动VIP免费

88生活中的圆周运动知识回顾物体做圆周运动时，受力有何共同点物体要受到指向圆心的向心力向心力的特点方向：总是指向圆心大小：rvmFn2分析做圆周运动的物体受力情况OmgFNFf提供向心力受力分析FfFf赛道的设计实例研究1——火车过弯火车以半径R=300m在水平轨道上转弯，火车质量为8×105kg，速度为30m/s。铁轨与轮之间的动摩擦因数μ=0.25。OmgFNFfRvmFf2设向心力由轨道指向圆心的静摩擦力提供代入数据可得：Ff=2.4×106N但轨道提供的静摩擦力最大值：Ff静m=μmg=1.96×106N“供需”不平衡，如何解决？“供需”不平衡，如何解决？研究与讨论1、请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道？实际火车与轨道设计中，利用轮缘可增加小部分的向心力；垫高外轨可增加较多的向心力。实际火车与轨道设计中，利用轮缘可增加小部分的向心力；垫高外轨可增加较多的向心力。2、最佳方案火车以半径R转弯，火车质量为m，速度为v，火车轨距为l，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度h？（θ较小时tanθ=sinθ）FNmgFθhtanmgFsinlhRvmF2由力的关系得：由向心力公式得：由几何关系得：解：Rglvh2l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Fθ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FN`FN`FNmg列车速度过快，造成翻车事故实例研究2——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拱桥桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。mgRvmmgFN2GFN失重a最高点思考：若速度过快，汽车做何种运动？提供的向心力不足，做离心运动，离开桥面做平抛运动mgRvmmgFN2'超重a最低点分析凹桥桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。思考：若速度过快会怎样？GFN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”平衡做圆周运动向心、圆周、离心运动“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的力提供物体做圆周运动的力需物体做匀速圆周运动所需的力物体做匀速圆周运动所需的力F=rvm2匀速圆周运动Frvm2向心运动实际火车车轮与铁轨模型2、优点1、做圆周运动时向心力由哪些力提供？摩擦力、轮缘与铁轨间的弹力的合力提供F1FfF1Ff3、缺点结构简单，便于实现轮缘与铁轨有挤压，车轮与铁轨都有磨损