2007年广东地区物理科6.8生活中圆周运动课件资料.ppt

* 生活中的圆周运动 铁路的弯道 F F 由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。 1、内外轨道一样高时 外轨对轮缘的弹力F提供向心力。 外轨 内轨 思考:怎样才能使轮缘跟铁轨不相互挤压，又能产生使火车转弯所需的向心力呢? 外轨 内轨 FN 铁路的弯道 F合 G 2、外轨高于内轨时 重力G和支持力FN的合力F合提供一部分向心力。 如果外轨超出内轨的高度适当，可以使重力G与支持力FN的合力F合刚好等于火车转弯所需要的向心力。这时，与轮缘不相互挤压。 例1、铁路转弯处的圆弧半径是200m，规定火车通过这里的速度是72km/h，轨道面与水平面之间的夹角应该为多大才能使轨道不受轮缘的挤压？ 解：火车在转弯时所需的向心力由火车所受的重力和轨道对火车支持力的合力提供，如图所示： G FN α F合 α 例1、铁路转弯处的圆弧半径是200m，规定火车通过这里的速度是72km/h，轨道面与水平面之间的夹角应该为多大才能使轨道不受轮缘的挤压？ 保持内外轨的这个高度差，如果车的速度大于或小于72km/h，会分别发生什么现象？说明理由。 解：如果车的速度大于72km/h火车在转弯时所需的向心力大于重力和支持力的合力，火车将挤压外轨，外轨的弹力、重力和支持力的合力提供向心力。 G FN α F外 例1、铁路转弯处的圆弧半径是200m，规定火车通过这里的速度是72km/h，轨道面与水平面之间的夹角应该为多大才能使轨道不受轮缘的挤压？ 保持内外轨的这个高度差，如果车的速度大于或小于72km/h，会分别发生什么现象？说明理由。 解：如果车的速度小于72km/h火车在转弯时所需的向心力小于重力和支持力的合力，火车将挤压内轨，内轨的弹力、重力和支持力的合力提供向心力。 G FN α F内 例2、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶，经过半径r=50m的弯道时，如果车速度v=72km/h，这辆汽车会不会发生事故？已知轮胎与路面间的最大静摩擦力fm= 0.9×104N。 解：这辆汽车经过弯路时所需向心力 据题意，最大静摩擦力只为0.9×104N，所以汽车会发生事故。 f 例2、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶，经过半径r=50m的弯道时，已知轮胎与路面间的最大静摩擦力fm= 0.9×104N，求这辆汽车安全通过弯道的最大速度？ 解：这辆汽车经过弯路时路面所能提供的最大向心力 在汽车赛道上为使汽车能以最快的速度安全通过弯道,赛道的弯道应该如何修筑? G FN F合 拱形桥 汽车过拱形桥时的运动也可看做圆周运动。 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，若桥面的圆弧半径为R时，汽车通过桥的最高点时对桥的压力？ G FN 当汽车的速度不断增大时，会发生什么现象？ 拱形桥 汽车过拱形桥时的运动也可看做圆周运动。 质量为m的汽车在凹形桥上以速度v前进，若桥面的圆弧半径为R时，汽车通过桥的最低点时对桥的压力？ G FN 比较汽车以相同的速度大小通过拱形桥的最高点和凹形桥的最低点时对桥的压力？ 航天器中的失重现象 G FN 航天员处于失重状态 航天员处于完全失重状态 当 时 0 = N F 供 提供物体做圆周运动的力 需 物体做圆周运动所需的力 匀速圆周运动 离心运动 向心运动 向心、圆周、离心运动 “供”“需”是否平衡决定物体做何种运动 竖直平面内圆周运动问题 G FN 小球运动在圆形轨道最高点时 当 时 最小 向心运动 若 时，小球将做什么运动？ 1、物体沿圆的内轨道运动 竖直平面内圆周运动问题 G FN 小球运动在圆形轨道最低点时，向心力由什么力提供 1、物体沿圆的内轨道运动 例、质量为1kg的小球沿半径为40cm的圆环在竖直平面内做圆周运动，如图所示，求 （1）小球在圆环的最高点A不掉下来的最小速度是多少？此时小球的向心加速度是多少？ G FN 解：小球在最高点时受力如图： 当 时 最小 最小， 因此时 所以 （2）若小球以此的速度经过圆环的最高点后继续沿圆周运动到最低点B，求在最低点B时对圆环的压力是多少？ 例、质量为1kg的小球沿半径为40cm的圆环在竖直平面内做圆周运动，如图所示，求 （1）小球在圆环的最高点A不掉下来的最小速度是多少？此时小球的向心加速度是多少？ G FN 杂技演员表演“水流星”节目，我们发现不管演员怎样抡，水都不会从杯里洒出，甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出。这是为什么？ G FN 当 时 最小 * 生活中的圆周运动