试卷讲评 生活中的圆周运动课件.ppt

学习基础 物体要受到指向圆心的向心力 向心力的特点 方向：总是指向圆心 大小： 汽车转弯 火车转弯 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？ 2、最佳方案 火车转弯时，外轨 道应该适当垫高.目的使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，即向心力完全由重力与支持力的合力提供。 汽车赛道的设计 思考题: 思考与讨论 学习基础：研究圆周运动的要点 从“供”“需”两方面来进行研究 “供”——分析物体受力，求沿半径方向的合外力 “需”——确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力 “供”“需”平衡做圆周运动 “供”“需”不平衡做离心运动或向心运动 此地不宜居住吗？ 中央电视台《今日说法》栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．当地居民认为是风水问题，你相信吗？ 汽车转弯 离心运动 “供”“需”是否平衡决定物体做何种运动 供 提供物体做圆周运动的力 需 物体做匀速圆周运动所需的力 F= 匀速圆周运动 F 离心运动 F 向心运动 ·o * * 中 的 圆 周 活 生 运 动 分 析 最重要 r mg F静 FN O θ O FT mg F合 Made by Liven mg FN r F静 圆锥摆 转盘 滚筒 经典模型 O mg FN Ff 提供向心力 受力分析 Ff Ff 汽车在水平路面上转弯所需要的向心力来源:汽车侧向所受的静摩擦力。 O mg FN Ff 当汽车转弯的半径一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也越大,静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩擦力时: 飞机转弯:模拟与感受 G N Fn 火车轨道的特殊性 水平弯道 弊端分析： 火车质量太大，靠这种办法得到向心力，轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损。 向心力的来源 由外侧轨道对车轮轮 缘的挤压力F提供,F= F FN G 实际火车与轨道设计中， 利用轮缘可增加小部分的向心力； 垫高外轨可增加较多的向心力。 G N F 求这个速度。 最佳设计方案 火车以半径R=900 m转弯,火车质量为8×105kg ,速度为30m/s,火车轨距l=1.4 m,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h?(θ较小时tanθ=sinθ) FN mg F θ h 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 若火车速度与设计速度不同会怎样? 外侧 内侧 F θ 过大时： 外侧轨道与轮之间有弹力 过小时： 内侧轨道与轮之间有弹力 需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求 FN′ FN′ 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 FN mg 离心 向心 供需不平衡 列车速度过快，造成翻车事故 实例分析二:汽车过拱桥 [竖直面内的圆周运动] 黄石长江大桥 为什么生活中的桥大部分是 而不是 呢? 凸桥 PK 凹桥 G FN v v FN G 如果我们以凸形桥为例的话, 假如车的速度特别大的话, 车将会怎样呢? 拓展部分 竖直平面内的圆周运动 1、杆模型 2、绳模型 3、轨道模型 4、连接体问题 5、临界问题 引入：杆长为L，球的质量为m，杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动，已知在最高点处，杆对球的弹力大小为F=1/2mg，求这时小球的即时速度大小。 解：小球所需向心力向下，本题中 F=1/2mg＜mg， 所以弹力的方向可能向上，也可能向下。 ⑴若F 向上，则 ⑵若F 向下，则 ？ v 杆模型： 能过最高点的临界条件： 当速度V 时, 杆儿对小球是拉力. 当速度V 时, 杆儿对小球是支持力. 当速度V= 时, 杆儿对小球无作用力. mg FN F 例6、如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动．圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨．则其通过最高点时（ ） A．小球对圆环的压力大小等于mg B．小球受到的向心力等于重力 C．小球的线速度大小等于 D．小球的向心加速度大小等于g BCD 例7、如图所示，质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为m的小球，另一端能绕光滑的水平轴O转动。让小球在竖直平面内绕轴O做半径为 的圆周运动，小球通过最高点时的线速度大小为v。下列说法中正确的是( ) A、v不能小于 B、v＝ 时