第5章曲线运动 第7节生活中的圆周运动
第5章 曲线运动 第7节 生活中的圆周运动
1巩固向心力和向心加速度的知识。 学习2会在具体间题中分析向心力的来源 目标3会用牛顿第二定律解决生活中较简单 的圆周运动问题
学习 目标 1.巩固向心力和向心加速度的知识。 2.会在具体问题中分析向心力的来源。 3.会用牛顿第二定律解决生活中较简单 的圆周运动问题
基础知识 、铁路的弯道 1运动特点:火车转弯时实际是在做圆周运动因而具有 向心加速度,由于其质量巨大,所以需要很大的向心力 2向心力来源: (1)若转弯时内外轨一样高则由外轨对轮缘的弹力提供 向心力这样铁轨和车轮极易受损。 (2)若内外轨有高度差依据规定的行驶速度行驶转弯时 向心力几乎完全由重九G和支挂力E、的合力提供
一、铁路的弯道 1.运动特点:火车转弯时实际是在做_____运动,因而具有 向心加速度,由于其质量巨大,所以需要很大的_____力。 2.向心力来源: (1)若转弯时内外轨一样高,则由_____对轮缘的弹力提供 向心力,这样铁轨和车轮极易受损。 (2)若内外轨有高度差,依据规定的行驶速度行驶,转弯时 向心力几乎完全由________和__________的合力提供。 向心 圆周 外轨 重力G 支持力FN 基础知识
自我思悟】 1除了火车弯道具有内低外高的特点外你还了解哪些道 路具有这样的特点? 提示:有些道路具有外高内低的特点是为了增加车辆做圆 周运动的向心力进而提高车辆的运动速度,因此一些赛 车项目的赛道的弯道要做得外高内低,比如汽车、摩托车、 自行车赛道的弯道高速公路的拐弯处等
【自我思悟】 1.除了火车弯道具有内低外高的特点外,你还了解哪些道 路具有这样的特点? 提示:有些道路具有外高内低的特点是为了增加车辆做圆 周运动的向心力,进而提高车辆的运动速度,因此一些赛 车项目的赛道的弯道要做得外高内低,比如汽车、摩托车、 自行车赛道的弯道,高速公路的拐弯处等
2火车经过弯道时若弯道处轨道外高内低,火车对轨道 定没有侧向压力吗? 提示不一定,只有火车以规定的速度经过弯道时,才对 轨道无侧向压力
2.火车经过弯道时,若弯道处轨道外高内低,火车对轨道 一定没有侧向压力吗? 提示:不一定,只有火车以规定的速度经过弯道时,才对 轨道无侧向压力
二、拱形桥 汽车过凸形桥 汽车过凹形桥 FN 受力分析 ng rmg 向心力F=mgF F= F-mg= m 对桥的 压力 FN= mg-m FN= mg+m 汽车对桥的压力小于汽车的汽车对桥的压力大于汽车 结论重量而且汽车速度越大对的重量而且汽车速度越 桥的压力越小 对桥的压力
汽车过凸形桥 汽车过凹形桥 受力分析 向心力 Fn=_______ = Fn=_______= 对桥的 压力 FN ′= FN ′= 结 论 汽车对桥的压力小于汽车的 重量,而且汽车速度越大,对 桥的压力_____ 汽车对桥的压力大于汽车 的重量,而且汽车速度越大, 对桥的压力_____ mg-FN 二、拱形桥 2 v m r 2 v m r v mg m r 2 - v mg m r 2 + FN -mg 越小 越大
自我思悟】 1汽车以同样的速度过拱桥和在平面上行驶对路面的压 力为什么不同? 提示过拱桥时汽车具有向心加速度;经过平面时汽车处 于平衡状态。 2汽车驶过凹面桥时对桥的压力一定大于重力吗? 提示:一定。因为此时汽车的向心加速度向上,故汽车对 桥的压力一定大于重力
【自我思悟】 1.汽车以同样的速度过拱桥和在平面上行驶,对路面的压 力为什么不同? 提示:过拱桥时,汽车具有向心加速度;经过平面时,汽车处 于平衡状态。 2.汽车驶过凹面桥时,对桥的压力一定大于重力吗? 提示:一定。因为此时汽车的向心加速度向上,故汽车对 桥的压力一定大于重力
、航天器中的失重现象 1向心力分析:宇航员受到的地球引力与座舱对他的支持 力的合力为他提供向心力,mg-F、=m2 2支持力分析F=mg) 3讨论当p=√时座舱对宇航员的支持力F、=0宇航員 处于完全失重状态
三、航天器中的失重现象 1.向心力分析:宇航员受到的地球引力与座舱对他的支持 力的合力为他提供向心力,________= 2.支持力分析:FN = . 3.讨论:当v= 时,座舱对宇航员的支持力FN=0,宇航员 处于_________状态。 . v m r 2 v m g r 2 ( - ) rg mg-FN 完全失重
【自我思悟】 1绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物 体均处于完全失重状态,为什么? 提示:绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所 有物体具有加速度g,重力刚好全部提供向心力,处于完全 失重状态。 2航天器中处于完全失重状态的物体所受合力是零吗2 提示处于完全失重状态的物体具有加速度合力为m93
【自我思悟】 1.绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物 体均处于完全失重状态,为什么? 提示:绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所 有物体具有加速度g,重力刚好全部提供向心力,处于完全 失重状态。 2.航天器中处于完全失重状态的物体所受合力是零吗? 提示:处于完全失重状态的物体具有加速度,合力为mg
四、离心运动 1定义:物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动。 2原因:向心力突然消失或合外力不足以提供 所需向心力 3应用:洗衣机的脱水筒,制作无缝钢管、水泥管道、水 泥电线杆等
四、离心运动 1.定义:物体沿切线飞出或做_________圆心的运动。 2.原因:向心力突然_____或合外力不足以提供 ___________。 3.应用:洗衣机的_______,制作无缝钢管、水泥管道、水 泥电线杆等。 逐渐远离 消失 所需向心力 脱水筒