5.7生活中的圆周运动已改新解说.ppt

* * 5.7生活中的圆周运动 一、火车转弯 　　1、火车在转弯时，若内外轨是水平的， 铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？ G FN F弹 a：此时火车车轮受五个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力， 牵引力，阻力。 b：外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。 铁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，铁轨和车轮极易受损！ 　　2、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？ 　　例1、火车速度为30m/s，弯道的半径R=900m，火车的质量m=8×105kg，转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大？ 也是火车脱轨、翻车容易出现在弯道处的原因 　　让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨对轮缘的挤压。 FN G o F 　　3、为了减轻铁轨的受损程度、减少事故，你能提出一些可行的方案吗？ 　　例2、若火车质量为m，转弯半径为r，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为θ ，请问火车的速度为多大？ θ FN G F θ 知:当v=v0时： 当vv0时： 当vv0时： 轮缘不受侧向压力 轮缘受到外轨向内的挤压力 轮缘受到内轨向外的挤压力 讨论:由 汽车转弯时的措施： 把转弯处的道路修成外高内低。 二、拱形桥 问题：为什么大多数桥都是拱形的呢？ 黄石长江大桥 汽车过桥问题 FNG 即汽车对桥的压力小于其所受重力，处于失重状态。 　　1、汽车过凸桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？ v 二、拱形桥 当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越小。当 　　时，压力FN为零。处于完全失重状态。 　　2、汽车过凸桥时，若汽车的运动速度变大，压力如何变化？ 二、拱形桥 　　FNG，即汽车对桥的压力大于其所受重力，处于超重状态。 　　1、汽车过凹桥时，在最低点时，车对凹桥的压力怎样？ 三、凹形桥 v 1．汽车在水平面上转弯时，所需的向心力由下列那些力提供的：（????? ）?? A. 发动机的牵引力???????????????? B.重力和支持力的合力?? C. 地面施加的侧向静摩擦力?????????? D. 地面的支持力 2．1.一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 巩固练习 a b c d 思考与讨论 　　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？…… 思考与讨论 三.航天器中的失重现象 在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中的宇航员，除了地球引力外，还可能受到飞船座舱对他的支持力FN。 由 得 当 时,座舱对他的支持力FN=0,航天员处于完全失重状态 四、离心运动 情景1 下雨天，旋转雨伞，你会看到什么现象？雨伞上的水滴受力和其所需的向心力有怎样的关系？ F１=0 F F２ 绳栓着小球在水平面做匀速圆周运动时，小球所需的向心力由形变的绳产生的弹力提供。若m、r、ω一定，向心力F向=mω2r。 若突然松手，小球将 怎样运动？ 若绳的拉力F小于它做圆周运动 的所需的向心力，小球将怎样运动？ 情景2 四、离心运动 四、离心运动 　　做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。 若合力大于所需向心力，则物体做近心运动 （或向心运动）。 总结： 汽车转弯翻车: 制作“棉花”糖的原理： 内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。 物体做圆周运动要满足什么条件？ 当F心合= Fn，做圆周运动 当F心合=0 或F心合 Fn时 受到的F心合：指向圆心方向的合力 圆周运动需要的： 当F合 Fn，做向心(近心)运动 做离心运动 * * *