5.7生活中的圆周运动讲解.ppt

* * * 5.7生活中的圆周运动 第五章 曲线运动 一、车的弯道 赛车弯道 O 受力分析 F合＝ F静f ＝Fn FN mg F静 确定圆周平面、圆心 汽车在水平面上的转弯: 由静摩擦力提供向心力 r 汽车转弯时的措施： 把转弯处的道路修成外高内低。 汽车在 做圆周运动。 水平平面内 若汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为θ，半径为r，则:汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是 ? 使车受到的重力和支持力的合力提供向心力 θ 受力分析 确定圆周平面、圆心 火车弯道 一、车的弯道 G FN G FN F弹 　火车在转弯时，若内外轨在同一水平面内 铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？ a：火车受力情况：重力、支持力、牵引力、阻力、 外轨对轮缘的水平弹力 。 b：外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。 这种方法在实际中可取吗？为什么？ 　　轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！ 　火车速度为30m/s，弯道的半径R=900m，火车的质量m=8×105kg，转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大？ 　火车在转弯时，若内外轨在同一水平面内 外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。 为了减轻铁轨的受损程度-----外轨高于内轨 火车车在 圆周运动。 水平平面内 最好：内外轨对轮缘的无侧向挤压， 重力和支持力的合力提供向心力。 FN G o F 为了减轻铁轨的受损程度-----外轨高于内轨 火车车在 圆周运动。 水平平面内 　　若火车质量为m，转弯半径为r，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为θ ，请问火车的速度为多大？ θ FN G F θ 当v=v0时： 当vv0时： 当vv0时： 轮缘不受侧向压力 轮缘受到外轨向内的挤压力 轮缘受到内轨向外的挤压力 讨论:车轮轮缘的受力情况 θ FN G F θ 1.(1)车辆在水平路面上转弯时，所受重力与支持力的合力提供向心力．(　　) (2)车辆在水平路面上转弯时,所受摩擦力提供向心力．(　　) (3)车辆在“内低外高”的路面上转弯时，受到的合力可能为零．(　　) (4)车辆按规定车速通过“内低外高”的弯道时，向心力是由重力和支持力的合力提供的．(　　) × √ × √ 二、汽车过桥 =桥对车的支持力 以车为研究对象 车对桥的压力？ 分析 FN = G G FN G G FN FN 质量为m 的汽车以速率v通过平桥、半径为r的拱桥和凹形桥, 求汽车在平桥，拱桥顶、凹形桥底时对路面的压力是多大? 超重 失重 当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越大。 当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越小。 当 　　 时，压力FN为零。处于完全失重 与v无关 汽车过平直桥 汽车过凹形桥 G FN F Ff 质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹形桥面, 求汽车在最低点时对桥面的压力是多大? 解:汽车通过最低点时,受力如图: 汽车过桥最低点时的速度逐渐增大时 FN和FN′怎样变化? 超重 当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越大。 汽车过凸形桥 mg FN O r Ff F 解:汽车通过桥顶时,受力如图: 由牛顿第三定律: 汽车过桥顶时的速度逐渐增大时FN 和 FN′会怎样变化? 失重 质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多大? 当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越小。 当 　　时，压力FN为零。处于完全失重 2.(1)汽车在水平路面上匀速行驶时，对地面的压力等于车重，加速行驶时大于车重．(　　) (2)汽车在拱形桥上行驶，速度小时对桥面的压力大于车重，速度大时压力小于车重．(　　) (3)汽车通过凹形桥底部时,对桥面的压力一定大于车重.(　　) × × √ FN = G 地球可以看做一个巨大的拱形桥,桥面的半径就是地球的半径r。 会不会出现这样的情况:速度大到一定程度时,地面对车的支持力为零? 这时驾驶员与座椅之间的压力是多少…… 此时: 三.航天器中的失重现象 0 完全失重 * *