生活中的圓周運動青年教師

第八節(jié)生活中的圓周運動1.鐵路的彎道火車轉(zhuǎn)彎時，實際上是在做

運動？勻速圓周運動思考：

水平軌道受那些力？什么力提供向心力？F

火車車輪受三個力：重力、支持力、外軌對輪緣的彈力。

火車轉(zhuǎn)彎時，外軌對輪緣的彈力提供向心力。思考與討論：水平軌道的缺陷，如何改進？FF

兩軌高度相同時，由于火車質(zhì)量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，鐵軌和車輪極易受損。外軌高于內(nèi)軌時，支持力與重力的合力提供一局部向心力，這樣就減輕了輪緣對外軌的擠壓。Fmg例：軌道傾角為θ，假設(shè)火車轉(zhuǎn)彎時只受重力和支持力，不受軌道壓力，轉(zhuǎn)彎半徑r,那么質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎的速率應(yīng)該多大?當火車行駛速度v=v0時，內(nèi)外軌道對輪緣無壓力2.拱型橋

公路上的拱形橋是常見的，汽車在過橋時的運動也可以看做圓周運動。為什么要將橋設(shè)計成這樣的拱形呢？

質(zhì)量為m的汽車在凸形橋上以速度v前進，橋面的圓弧半徑為r，我們來分析汽車過橋的最高點時對橋的壓力。GFN

對汽車進行受力分析：受到重力和橋?qū)嚨闹С至?。兩個力的合力提供向心力，且向心力方向向下。

即：

壓力F壓與支持力FN是一對作用力與反作用力，大小相等。故：

汽車通過凸形橋最高點時，壓力F壓小于汽車重力G。

試分析，當汽車的速度不斷增大時，會發(fā)生什么現(xiàn)象？一定范圍內(nèi)，速度越大，對橋面的壓力越小。

思考與討論：

見過這樣的凹形橋嗎？汽車通過凹形橋的最低點時，車對橋的壓力比重力大些還是小些？GFN

汽車通過凹形橋的最低點時，車對橋的壓力大于汽車的重力。汽車過凹形橋最低點的受力分析3.穩(wěn)固練習

說一說：山區(qū)道路彎道過多，能否大面積提速？假設(shè)要減少水平彎道事故，你怎樣設(shè)計彎道中的路面？

應(yīng)設(shè)計路面外高內(nèi)低不能，速度過大。摩擦力缺乏夠提供向心力，容易發(fā)生交通事故。練一練：一輛質(zhì)量ｍ＝2.0ｔ的小轎車，駛過半徑R=80m的一段圓弧形橋面，重力加速度g=10m／s2．求：〔1〕假設(shè)橋面為凹形，汽車以20m／s的速度通過橋面最低點時，對橋面壓力是多大?〔2〕假設(shè)橋面為凸形，汽車以10m／s的速度通過橋面最高點時，對橋面壓力是多大?〔3〕汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時，對橋面剛好沒有壓力?30000N17500N4.課堂小結(jié)

學