圆周运动生活实例.ppt

生活中的圆周运动背景问题1：摩托车转弯在水平的马路上，自行车转弯时，稍一倾斜就过去了，摩托车转弯倾斜度要大一些。摩托赛车时转弯，倾斜度更大，几乎倒在地上。问：什么力提供摩托车向心力？解析：由地面对车的静摩擦力提供车做圆周运动的向心力。G车N车f（1）以车为研究对象例：如果弯道的半径10m，人和车的质量为150kg,，车和地面的最大静摩擦力为1500N，则摩托车的最大车速为多少？为什么自行车或摩托车身要倾斜？（2）以人为研究对象转弯时，人随车一起做圆周运动，他的向心力由重力和支持力的合力提供。人的速度越快,就需要人的倾斜度越大，即倾角θ越大，获得的向心力就越大。G人N人FθO在快速路上车辆的速度较快，拐弯所需的向心力也较大，如果它们与地面的摩擦力小于所需的向心力，那么就会出现危险。请你想办法解决这个问题？火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？背景问题2、火车转弯：1、若内外轨道一样高时c：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。FNFGa：此时火车受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。b：外轨对轮缘的弹力F提供向心力。2、外轨略高于内轨：火车受到的支持力和重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压。若这部分合力恰等于向心力，那火车此时的线速度的表达式是什么？思考：火车实际的速度大于或小于此速度会出现什么现象？θθ向心力NG火车行驶速率vv规定当火车行驶速率vv规定时，当火车行驶速率vv规定时，GNN’火车行驶速率vv规定时GNN’外轨对轮缘有侧压力；内轨对轮缘有侧压力。例题：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（提示：转弯半径是水平的）()A BCD背景问题3：汽车过桥汽车在拱桥上前进，桥面的圆弧半径为R，当它经过最高点时速度为v，分析汽车过桥的最高点时对桥面的压力？e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以a：选汽车为研究对象b：对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力c：上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下d：建立关系式：G-FN=2mvR且解析：理论分析：思考与讨论：1、根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？解析：由可知汽车的速度v越大，对桥的压力就越小。当时，桥受到的压力等于零，合外力等于重力。若合外力不能提供汽车做圆周运动的向心力，则汽车会飞出去。汽车过桥时一般都会有一个限速，规定汽车的速度不能大于这个限速，就是因为上面的原因。2、请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力（如图）。这时的压力比汽车的重力大还是小？FG解析：2F=G+mvRFGF–G=2mvR一辆汽车匀速率通过半径为R的圆弧拱形路面，关于汽车的受力情况，下列说法正确的是（）A．汽车对路面的压力大小不变，总是等于汽车的重力B．汽车对路面的压力大小不断发生变化，总是小于汽车所受重力C．汽车的牵引力不发生变化D．汽车的牵引力逐渐变小BD背景问题4：杂技“水流星”使盛水的小桶在竖直平面内做圆周运动，要使水在小桶转到最高点时不从小桶内流出来，这时小桶的线速度至少应多大？（设绳长为L）O研究对象：水水在最高点受力情况如何？水恰不流出的条件是什么？受重力（压力为零）.列出表达式，计算.mg=mV2/LV=例、绳系着装水的桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳长=40cm.求桶在最高点水不流出的最小速率？（2）水在最高点速率=3m/s时水对桶底的压力？(g取10m/s2)巩固应用