第4单元圆周运动在实际问题中的应用优秀PPT.ppt
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1、第4单元圆周运动在实际问题中的应用现在学习的是第1页,共48页由于火车的质量比较大,火车拐弯时所需的向心力就很大如果铁轨内外侧一样高,则外侧所受的压力很大,容易损坏;实用中使略高于,从而和的合力提供火车拐弯时所需的向心力外轨外轨重力重力铁轨支持力铁轨支持力内轨内轨现在学习的是第2页,共48页mgF mgF F Fmg mg 现在学习的是第3页,共48页在平直轨道上匀速行驶的火车,所受合外力为零,在火车转弯时,什么力提供向心力呢?在火车转弯处,让外轨高于内轨,如图1所示,转弯时所需向心力由重力和弹力的合力提供若轨道水平,转弯时所需向心力应由外轨对车轮的挤压力提供,而这样对车轨会造成损坏车速大时,
2、容易出事故现在学习的是第4页,共48页现在学习的是第5页,共48页现在学习的是第6页,共48页由于铁轨建成后h、L、R各量是确定的,故火车转弯时的车速应是一个定值,否则将对铁轨有不利影响,如:现在学习的是第7页,共48页2.静摩擦力作用下的圆周运动静摩擦力的特点是根据物体运动改变大小,变换方向有人把静摩擦力的这一特点称为“适应性”由于静摩擦力这一特点的存在导致在许多问题中出现了临界问题处理这类问题的关键是分析出静摩擦力的变化,从而结合其他力分析出向心力的变化,以确定圆周运动的其他物理量的变化范围现在学习的是第8页,共48页对于物体在竖直面内做的圆周运动是一种典型的变速曲线运动,该类运动常有临界
3、问题,并伴有“最大”、“最小”、“刚好”等词语,常分析两种模型轻绳模型和轻杆模型,分析比较如下:现在学习的是第9页,共48页轻绳模型轻杆模型常见类型现在学习的是第10页,共48页现在学习的是第11页,共48页汽车过桥问题当汽车以相同的速率分别行驶在凸形桥的最高点和凹形桥的最低点时,汽车对桥的压力的区别如下表所示.内容项目凸形桥凹形桥受力分析图现在学习的是第12页,共48页现在学习的是第13页,共48页现在学习的是第14页,共48页【例1】有一列重为100t的火车,以72km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道,轨道半径400m.(1)试计算铁轨受到的侧压力的大小(2)若要使火车以此速率通过
4、弯道,且使铁轨受到的侧压力为零,我们可以适当倾斜路基,试计算路基倾斜角度的大小(用反三角函数表示)现在学习的是第15页,共48页现在学习的是第16页,共48页答案:(1)105N(2)arctan0.1现在学习的是第17页,共48页高分通道火车转弯时,如果内外轨一样高,只能由外轨对轮缘的侧压力提供火车转弯所需的向心力实际修建铁路时一般将弯道建在倾斜的路基上,使火车的内外轨有一定的高度差,利用重力和铁轨对物体的支持力的合力提供部分向心力,以避免铁轨的损坏现在学习的是第18页,共48页变式1:在一宽阔的马路上,司机驾驶着汽车匀速行驶,突然发现前方有一条很宽很长的河,试分析说明他是紧急刹车好还是转弯
5、好?(设汽车转弯时做匀速圆周运动,最大静摩擦力与滑动摩擦力相等)现在学习的是第19页,共48页现在学习的是第20页,共48页答案:刹车较好现在学习的是第21页,共48页【例2】长度为L0.50m的轻质细杆OA,A端有一质量为m3.0kg的小球,如图2所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率是2.0m/s,g取10m/s2,则此时细杆OA受到()A6.0N的拉力B6.0N的压力C24N的拉力D24N的压力现在学习的是第22页,共48页现在学习的是第23页,共48页答案:B现在学习的是第24页,共48页高分通道杆连物体在竖直平面内做圆周运动到达最高点的最小速度为0,而绳
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