安徽省宿州市泗縣高一物理 第5章 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)課件 新人教

1、8生活中的圓周運(yùn)動(dòng)2021/8/8 星期日1 兩類圓周運(yùn)動(dòng)問題分析OmgFNFfOmgFN提供向心力受力情況FfFN+mg水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)2021/8/8 星期日2F“供需”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)所需要的力向心力公式的理解=從“供” “需”兩方面研究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體2021/8/8 星期日3實(shí)例研究1火車以半徑R= 300 m在水平軌道上轉(zhuǎn)彎，火車質(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。OmgFNFf 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

2、最大值：Ff靜m=mg=2.00106N“供需”不平衡，如何解決？火車轉(zhuǎn)彎2021/8/8 星期日4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，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。2021/8/8 星期日52021/8/8 星期日62、最佳方案 火車以半徑R= 900 m轉(zhuǎn)彎，火車質(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）FNmgFh由力的關(guān)系得：由向心力公式得：由幾何關(guān)系得：解：=0.14m研究與討論2021/8/8 星期日7研究與

3、討論3、若火車速度與設(shè)計(jì)速度不同會(huì)怎樣？外側(cè)內(nèi)側(cè)F過大時(shí)：外側(cè)軌道與輪緣之間有彈力過小時(shí)：內(nèi)側(cè)軌道與輪緣之間有彈力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2021/8/8 星期日8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=勻速圓周運(yùn)動(dòng)F向心運(yùn)動(dòng)2021/8/8 星期日9列車速度過快，造成翻車事故2021/8/8 星期日102021/8/8 星期日11實(shí)例研究2過拱橋2021/8/8 星期日12比較在兩種不同橋面，橋面受力的情況，設(shè)車質(zhì)量為m

4、，橋面半徑為R，此時(shí)速度為v。GFNGFN失重超重aa最高點(diǎn)最低點(diǎn)2021/8/8 星期日13研究與討論1、若速度過快，汽車做何種運(yùn)動(dòng)？提供的向心力不足，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？GFN2021/8/8 星期日14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)2021/8/8 星期日15飛車走壁摩托車飛車走壁，請(qǐng)分析受力情況，解釋現(xiàn)象P58 航天器中的失重現(xiàn)象，離心運(yùn)動(dòng)（洗衣機(jī)脫水、無縫鋼管、高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪等。）2021/8/8 星期日16火車車輪與鐵軌模型F1FfF1Ff2021/8/8 星期