物理②必修生活中的圓周運(yùn)動(dòng)PPT課件

1、知識(shí)回顧知識(shí)回顧 物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力有何共同點(diǎn) 物體要受到指向圓心的向心力 向心力的特點(diǎn) 方向：總是指向圓心 大?。簉vmFn2第1頁/共20頁分析做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力情況分析做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力情況OmgFNFfOmgFN提供向心力受力分析FfFN+mg第2頁/共20頁Frvm2“供需供需”平衡平衡 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)提供物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的力物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的力向心力公式的理解向心力公式的理解=從從“供供” “需需”兩方面兩方面研究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體第3頁/共20頁賽道的設(shè)計(jì)賽道的設(shè)計(jì)第4頁/共20頁實(shí)例研究實(shí)例研究1火車過彎火車過彎 火車以半徑R= 300 m在水平軌道上轉(zhuǎn)彎，火

2、車質(zhì)量為8105kg，速度為30m/s。鐵軌與輪之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.25。OmgFNFfRvmFf2 設(shè)向心力由軌道指向圓心的靜摩擦力提供 代入數(shù)據(jù)可得： Ff=2.4106N但軌道提供的靜摩擦力最大值：Ff靜m=mg=1.96106N“供需供需”不平衡，如何解決？不平衡，如何解決？第5頁/共20頁研究與討論研究與討論1、請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案讓火車沿軌道安全通過彎道？實(shí)際火車與軌道設(shè)計(jì)中，實(shí)際火車與軌道設(shè)計(jì)中，利用輪緣可增加小部分的向心力；利用輪緣可增加小部分的向心力；墊高外軌可增加較多的向心力。墊高外軌可增加較多的向心力。第6頁/共20頁2、最佳方案、最佳方案 火車以半徑R= 900 m轉(zhuǎn)彎，火

3、車質(zhì)量為8105kg ，速度為30m/s，火車軌距l(xiāng)=1.4 m，要使火車通過彎道時(shí)僅受重力與軌道的支持力，軌道應(yīng)該墊的高度h？（較小時(shí)tan=sin）FNmgFhtanmgFsinlhRvmF2由力的關(guān)系得：由向心力公式得：由幾何關(guān)系得：解：Rglvh2=0.14m第7頁/共20頁研究與討論研究與討論3、若火車速度與設(shè)計(jì)速度不同會(huì)怎樣？外側(cè)外側(cè)內(nèi)側(cè)內(nèi)側(cè)F過大時(shí)：外側(cè)軌道與輪之間有彈力過小時(shí)：內(nèi)側(cè)軌道與輪之間有彈力需要輪緣提供額外的彈力滿足向心力的需求FNFN4、若火車車輪無輪緣，火車速度過大或過小時(shí)將向哪側(cè)運(yùn)動(dòng)？過大時(shí)：火車向外側(cè)運(yùn)動(dòng)過小時(shí)：火車向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)FNmg離心向心第8頁/共20頁向心

4、、圓周、離心運(yùn)動(dòng)向心、圓周、離心運(yùn)動(dòng)“供”“需”是否平衡決定物體做何種運(yùn)動(dòng)供提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的力需物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的力F=rvm2勻速圓周運(yùn)動(dòng)Frvm2向心運(yùn)動(dòng)第9頁/共20頁列車速度過快，造成翻車事故第10頁/共20頁第11頁/共20頁實(shí)例研究實(shí)例研究2過拱橋過拱橋1、汽車過拱橋是豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的典型代表2、研究方法與水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)相同第12頁/共20頁比較在兩種不同橋面，橋面受力的情況，設(shè)車質(zhì)量為m，橋面半徑為R，此時(shí)速度為v。mgRvmmgFN2mgRvmmgFN2GFNGFN失重超重aa最高點(diǎn)最低點(diǎn)第13頁/共20頁研究與討論研究與討論1、若速度過快，汽車做何種運(yùn)動(dòng)？提供的

5、向心力不足，做離心運(yùn)動(dòng)，離開橋面做平拋運(yùn)動(dòng)2、有無可能做這樣的運(yùn)動(dòng)？若可能應(yīng)滿足怎樣的條件？GFNgrvFrvmmgFNN02第14頁/共20頁過山車過山車水流星第15頁/共20頁研究圓周運(yùn)動(dòng)的要點(diǎn)研究圓周運(yùn)動(dòng)的要點(diǎn) 從“供”“需”兩方面來進(jìn)行研究 “供”分析物體受力，求沿半徑方向的合外力 “需”確定物體軌道，定圓心、找半徑、用公式，求出所需向心力 “供”“需”平衡做圓周運(yùn)動(dòng)第16頁/共20頁練習(xí)練習(xí)2 飛車走壁飛車走壁 摩托車飛車走壁，請(qǐng)分析受力情況，解釋現(xiàn)象第17頁/共20頁練習(xí)練習(xí)3如圖為過山車軌道的一部分，若要使車廂能安全通過圓形軌道，車廂應(yīng)從多高處釋放？不計(jì)一切摩擦與阻力。Rh？第18頁/共20頁實(shí)際火車車輪與鐵軌模型實(shí)際火車車輪與鐵軌模型2、優(yōu)點(diǎn) 1、做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力由哪些力提供？ 摩