《向心力的实例分析》(教学)课件.ppt

那么，火车如果不是按此速度行驶，会怎么样呢？ 讨论和交流 外轨产生弹力起辅助作用； 内轨产生弹力起辅助作用。 据报道：今年4月18日，我国铁路进行了第六次大提速，时速将达200公里以上，这必将为我国的经济腾飞注入新的活力。假设你是一位从事铁路设计的工程师，你认为火车提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造? 实例3——竖直面内的圆周运动 生活中我们经常会看到美丽的拱形桥，而很少见到凹形桥，那拱形桥有哪些优点呢？ 拱形桥可以让更大的船只通过，利于通航。 发洪水的时候，拱形桥在相同的时间内可以流过更多的水，利于泄洪。 更加坚固、美观。…… * 向 心 力 的 实 例 分 析 本节课的学习目标 1、知道向心力是物体沿半径方向所受的合外力提供的。 2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。 3、会在具体问题中分析向心力的来源，并进行有关计算。 交通运输部新闻发言人何建中表示，7月上中旬有4个桥相继垮塌，交通运输部门会同有关部门正在进行调查取证和分析，桥梁垮塌事故的原因也将公布。在几次事故中，超载多成为“压垮”桥梁的“祸首”。 （一)公路载客汽车不得超过核定的载客人数，但按照规定免票的儿童除外，在载客人数已满的情况下，按照规定免票的儿童不得超 过核定载客人数的10%； (二)载货汽车车厢不得载客。在城市道路上，货运机动车在留有安全位置的情况下，车厢内可以附载临时作业人员1人至5人；载物高度超过车厢栏板时，货物上不得载人； (三)摩托车后座不得乘坐未满12周岁的未成年人，轻便摩托车不得载人。 违规装载规定： 这些惨重事件和沉痛教训与我们这节课即将学习的内容息息相关，今天，我们通过两种圆周运动实例-------“汽车、火车转弯”和“汽车过拱桥” 的分析来解决如何避免上述事件的发生。 或：F=m v2 r F=mrω2 向心力： ⑴ 大小： ⑵ 方向： 沿半径指向圆心。是变力。 ⑶ 特点： F ⊥ V , 方向不断变化。 ⑷ 来源：重力、弹力、摩擦力或几个力的合力。 课 堂 小 结 复习 1 提问，匀速圆周运动的物体受到向心力．向心力是怎样产生的？ 　例如： （1）绳拉物体做匀速圆周运动，绳的拉力提供向心力． （2）物体随水平圆盘做匀速周围运动，静摩擦力提供向心力． 小结：向心力是由物体实际受到的一个力或几个力的合力提供的 分析和解决匀速圆周运动的问题，关键是要把向心力的来源搞清楚。 向心力是按效果命名的力，并不是一种新性质的力，受力分析时绝不能额外加上一个向心力。 下面让我们从分析向心力角度进一步研究几个实例： 实例1——汽车拐弯（水平面内的圆周运动） 让我们一起来看汽车拐弯 大货车拐弯直接翻车.f4v（翻车视频 .f4v） 如图 汽车为什么没能安全拐弯呢？ 影响汽车能否安全拐弯的因素又有哪些呢？ 请同学们用学过物理知识来分析一番 汽车拐弯时受力分析 汽车受到的力有： F摩 F牵 向心力由沿转弯半径指向里面的静摩擦力提供 由谁来提供向心力 摩擦力f、 牵引力F牵 支持力N、 重力G、 圆心方向 那圆周运动需要的向心力与哪些因素有关？ F向= 汽车拐弯其中向心力由沿转弯半径指向里面的静摩擦力提供 其动力学方程为： 如果要让汽车安全拐弯需要满足怎样的关系？ 静摩擦力可以无限制增大吗？ 汽车没能安全拐弯的原因是什么？ 是因为汽车速度太大，因而需要的向心力太大，或者说静摩擦力提供的向心力不够大。 那在怎样的情况下汽车恰好能安全拐弯呢？ 最大静摩擦力等于拐弯所需要的向心力时有： ， ｖ0为临界速度 那么，在不改变汽车行驶速度的情况下，要让汽车安全拐弯，我们可以怎么办？ 增大摩擦因数U， 减小汽车质量，真的可以转危为安吗？ ， 等式两边质量可以消去，即与质量无关。 增大转弯半径R， 还是减小汽车质量M。 刚才我们根据摩擦力提供向心力分析了汽车拐弯的安全问题，有没有办法让其他力来提供向心力呢？ G N 让路面倾斜可以增加拐弯的安全性。 受力如图，重力和支持力的合力来提供向心力 F合 安全弯道设计：路面倾斜 例1. 汽车质量为m,路面倾角为θ ，转弯半径为r,若要使汽车在转弯时地面对其侧向静摩擦力为零，且汽车近似做匀速圆周运动，求汽车转弯时向心力的大小以及转弯时的速度。 F向=mg tan θ =m r V2 V= gr tanθ （弯道设计速度） N 外高 内低 O F向 θ G θ 火车是当今社会的重要交通工具之一 实例2——火车转弯 你有仔细观察过火车车轮与铁轨的构造 ，并描述它们的