安徽省宿州市泗县高一物理 第5章 生活中的圆周运动课件 新人教.ppt
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1、8生活中的圆周运动生活中的圆周运动2021/8/8 星期日1 两类圆周运动问题分析两类圆周运动问题分析OmgFNFfOmgFN提供向心力提供向心力受力情况受力情况FfFN+mg水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动2021/8/8 星期日2F“供需供需供需供需”平衡平衡平衡平衡 物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动提提提提供供供供物体做匀速物体做匀速物体做匀速物体做匀速圆周运动的力圆周运动的力圆周运动的力圆周运动的力物体做匀速圆周物体做匀速圆周物体做匀速
2、圆周物体做匀速圆周运动所运动所运动所运动所需需需需要要要要的力的力的力的力向心力公式的理解=从从“供供”“需需”两方面两方面研究做圆周运动的研究做圆周运动的物体物体2021/8/8 星期日3实例研究1o火车以半径火车以半径R=300 m在水平轨道上在水平轨道上转弯，火车转弯，火车质量为质量为8105kg，速度为，速度为30m/s。铁轨与轮之间的。铁轨与轮之间的动摩擦因数动摩擦因数=0.25。OmgFNFf 设向心力由轨道指向圆心的静摩擦力提供 代入数据可得：Ff=2.4106N但轨道提供的静摩擦力最大值：Ff静m=mg=2.00106N“供需供需”不平衡，如何解决？不平衡，如何解决？火车转弯火
3、车转弯2021/8/8 星期日4研究与讨论1、请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道？请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道？实际火车与轨道设计中，实际火车与轨道设计中，利用轮缘利用轮缘可可增加小部分的向心力；增加小部分的向心力；垫高外轨垫高外轨可增可增加较多的向心力加较多的向心力。2021/8/8 星期日52021/8/8 星期日62、最佳方案 火车以半径火车以半径R=900 m转弯，火车质量为转弯，火车质量为8105kg，速度为，速度为30m/s，火车轨距火车轨距l=1.4 m，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度的支持力，轨道应该垫
4、的高度h？（？（较小较小时时tan=sin）FNmgFh由力的关系得：由向心力公式得：由几何关系得：解：=0.14m研究与讨论2021/8/8 星期日7研究与讨论3、若火车速度与设计速度不同会怎样？外侧外侧内侧内侧F过大时：外侧轨道与轮缘之间有弹力过小时：内侧轨道与轮缘之间有弹力FNFN4、若火车车轮无轮缘，火车速度过大或过小时将向哪侧运动？过大时：火车向外侧运动过小时：火车向内侧运动FNmg离心离心向心向心2021/8/8 星期日8向心、圆周、离心运动向心、圆周、离心运动“供供”“”“需需”是否平衡是否平衡决定物体做何种运动决定物体做何种运动供提供物体做圆提供物体做圆提供物体做圆提供物体做圆
5、周运动的力周运动的力周运动的力周运动的力需物体做匀速圆周物体做匀速圆周物体做匀速圆周物体做匀速圆周运动所需的力运动所需的力运动所需的力运动所需的力F=匀速圆周运动F向心运动2021/8/8 星期日9列车速度过快，造成翻车事故2021/8/8 星期日102021/8/8 星期日11实例研究2过拱桥2021/8/8 星期日12比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。GFNGFN失重超重aa最高点最低点2021/8/8 星期日13研究与讨论1、若速度过快，汽车做何种运动？提供的向心力不足，做离心运动，离开桥面做平抛运动2、有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的
6、条件？GFN2021/8/8 星期日14研究圆周运动的要点o从“供”“需”两方面来进行研究o“供”分析物体受力，求沿半径方向的合外力o“需”确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力o“供”“需”平衡做圆周运动2021/8/8 星期日15飞车走壁o摩托车飞车走壁，请分析受力情况，解释现象P58 航天器中的失重现象，离心运动（洗衣机脱水、无缝钢管、高速转动的砂轮等。）2021/8/8 星期日16火车车轮与铁轨模型F1FfF1Ff2021/8/8 星期日17垫高外轨FFNmg2021/8/8 星期日18汽汽车车速速度度增增大大v思维拓展思维拓展2021/8/8 星期日192021/8/8
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