生活中圓周運(yùn)動無憂

高一物理第六章第八節(jié)v2F向心力=m

R觀看影片注意觀察：賽車易發(fā)事故點(diǎn)在什么地方？水平彎道和凸形路面本節(jié)課內(nèi)容水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動（僅限最高點(diǎn)和最底點(diǎn)）水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(火車轉(zhuǎn)彎為例)觀看影片注意觀察鐵軌彎道的特點(diǎn)火車水平轉(zhuǎn)彎時(shí)情況分析內(nèi)外軌道一樣高F弊端分析F

=

F

=

m

v向

心

力

rF向心力的來源由外側(cè)軌道對車輪輪緣的擠壓力F提供2車輪介紹車輪介紹當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)火車受力火車的向心力來源由G和N的合力提供h豎直向下的重力G垂直軌道面的支持力NGFq

NF向心力=F合=mg

tanqqNhFLq火車拐彎應(yīng)以規(guī)定速度行駛例題如圖示知h,L,轉(zhuǎn)彎半徑R,車輪對內(nèi)外軌都無壓力,質(zhì)量為m的火車運(yùn)行的速率應(yīng)該多大?F合=F向v

2Rm

g

t

a

n

q

=

mv

=

gRh

/

L學(xué)生練習(xí)質(zhì)量m=100t的火車在軌道上行駛,火車內(nèi)外軌連線與水平面夾角為370

.彎道半徑R=30m.(第一

二組做)

(1)當(dāng)火車的速度v1=10m/s時(shí),軌道何處受側(cè)壓力?方向如何?(第三

四組做)

(2)當(dāng)火車的速度v2=15m/s時(shí),軌道何處受側(cè)壓力?方向如何?(第五

六組做)

(3)當(dāng)火車的速度v3=20m/s時(shí),軌道何處受側(cè)壓力?方向如何?火車行駛速率v>v規(guī)定當(dāng)火車行駛速率v>v規(guī)定時(shí)，當(dāng)火車行駛速率v<v規(guī)定時(shí)，NN’G火車行駛速率v<v規(guī)定時(shí)GNN’內(nèi)軌對輪緣有側(cè)壓力。外軌對v輪2

緣有側(cè)壓力RF

=

m

>F

=

mg

tanq向心力合思維拓展及應(yīng)用山區(qū)鐵路彎道過多，火車能否大面積提速？賽車影片中，若減少水平彎道處事故，你怎樣設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)彎處的路面?你觀察過高速公路轉(zhuǎn)彎處的路面情況嗎?高速公路轉(zhuǎn)彎處也是外高內(nèi)底（并且超車道比主車道更加傾斜）海南汽車試驗(yàn)場豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動（最高點(diǎn)和最底點(diǎn))(汽車過橋?yàn)槔?實(shí)例分析一、汽車過橋123N汽車通過橋最高點(diǎn)時(shí)，車對橋的壓力以“凸形橋”為例分析：1、分析汽車的受力情況2、找圓心3、確定F合即F向心力的方向。N

NG·F合=

G-N4、列方程F合=F向心力v2RG

-

N

=

mv2N

=

G

-

mRv2壓力N'=N

=G-mR學(xué)生分析汽車通過最底點(diǎn)時(shí)車對橋(過水路面)的壓力v2N

=

G

+

mr小結(jié):比較三種橋面受力的情況（超重？失重？）v

2rN

=

G

-

m<

Gv2rN

=

G

+

m>

GN=G實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證注意觀察指針的偏轉(zhuǎn)大小拓展和應(yīng)用模擬“水流星”實(shí)小驗(yàn)球過“山車”實(shí)驗(yàn)問題水和小球在最高點(diǎn)受到哪些力作用?向心力的來源是什么?如果速率非常小，會有什么情況發(fā)生？求：小球過“山車”在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的最高點(diǎn)臨界速度（最小速度）（知小球過“山車”在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動的半徑為R）v

=

g

R影片中賽車通過凸起的路面時(shí)，若減少事故你能否求出賽車在最高點(diǎn)的最大速度？你的思路是？汽車速度增大v思維拓展思考與討論地球可以看做一個(gè)巨大的拱形橋。汽車沿南北行駛，不斷加速。請思考：會不會出現(xiàn)這樣的情況。速度大到一定程度時(shí)，地面對車的支持力是0？此時(shí)汽車處于什么狀態(tài)？駕駛員與座椅間的壓力是多少？駕駛員軀體各部分間的壓力是多少？駕駛員此時(shí)可能有什么感覺？課后作業(yè)本

節(jié) 小 結(jié)書面作業(yè)教材

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、3飛車走壁(海南汽車試驗(yàn)場)海南汽車試驗(yàn)場內(nèi)環(huán)境優(yōu)美，花香鳥語，各種試驗(yàn)道路縱橫交錯，形成一道獨(dú)特的風(fēng)景線。其中，高速性能試驗(yàn)跑道尤為特別，它全長6公里，是我國最長的高速試車道，南北兩個(gè)環(huán)道有如兩個(gè)環(huán)型墻壁繞成一圈，跑道兩邊高差達(dá)5米多，有兩層樓高，路面與地平面的夾角成43度多，當(dāng)汽車在上面駕駛時(shí)，有如飛車走壁一般，真叫人驚嘆不已。有機(jī)會乘上試驗(yàn)車在高速跑道