1、第八节 生活中的圆周运动,生活中的圆周运动,F合,供需平衡 物体做匀速圆周运动,向心力公式的理解,从供需两方面研究做圆周运动的物体,汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢,实例研究汽车转弯,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,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,某司机驾车在丽龙高速出口,通过水平转盘时出了车祸 。
讨论其原因,交通部门有责任么?如果你是公路的设计师,请提出你的道路改进措施,转弯处的路面内低外高,G,Ff,FN,由此可见:当汽车以沿圆盘转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这 。

【生活中的圆周运动ppt课件】2、个速度,汽车将发生侧滑现象,改进措施: (1)增大圆盘半径 (2)增加路面的粗糙程度 (3)增加路面高度差外高内低 (4)最重要的一点:司机应该减速慢行,实例研究火车转弯,火车以半径R= 300m在水平轨道上转弯,火车质量为8105kg,速度为30m/s 。
铁轨与轮之间的动摩擦因数=0.25,设向心力由轨道指向圆心的静摩擦力提供,代入数据可得:Ff=2.4106N,但轨道提供的静摩擦力最大值: Ffmax=mg=1.96106N,供需不平衡,如何解决,最佳设计方案,火车以半径R=900 m转弯,火车质量为8105kg ,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 。

3、支持力,轨道应该垫的高度h?(较小时tan=sin,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,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,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,供需不平衡,列车速度过快,造成翻车事故,1、汽车过拱桥 质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多大,实例研究汽车过桥,解:汽车通过桥顶时,受力如图,O,r,由牛顿第二定律,由 。

4、牛顿第三定律,当汽车通过桥顶时的速度逐渐增大时FN 和 FN会怎样变化,失重,地球可以看做一个巨大的拱形桥,桥面的半径就是地球的半径 。
会不会出现这样的情况:速度大到一定程度时,地面对车的支持力为零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少,此时,第一宇宙速度,你见过凹形桥吗,泸定桥,拓展:质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹形桥面,如图所示,求汽车在最低点时对桥面的压力是多大,解:汽车通过底部时,受力如图,由牛顿第二定律,当汽车通过桥最低点时的速度逐渐增大时 FN和FN怎样变化,由牛顿第三定律,超重,比较三种桥面受力的情况,G,FN,G,G,FN,FN,飞车走壁,摩托车飞车走壁,请分析受力情况 。

5、,解释现象,思考:过山车为什么在最高点也不会掉下来,过山车,讨论,物做近心运动,绳和内轨模型,理论研究,mg,FN,v,轨道提供支持力,绳子提供拉力,v,杆儿和双轨模型,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,讨论,FN=0,杆既可以提供拉力,也可以提供支持力,FN,FN,重力、 绳的拉力,重力、杆的拉力或支持力,重力、外管壁的支持力或内管壁的支持力,竖直平面内的变速圆周运动,练习:用钢管做成半径为R=0.5m的光滑圆环(管径远小于R)竖直放置,一小球(可看作质点,直径略小于管径)质量为 。

6、m=0.2kg在环内做圆周运动,求:小球通过最高点A时,下列两种情况下球对管壁的作用力 。
取g=10m/s2 A的速率为1.0m/s A的速率为4.0m/s,解,先求出杆的弹力为0的速率v0,mg=mv02/l,v02=gl=5,v0=2.25 m/s,1) v1=1m/s v0 球应受到内壁向上的支持力N1,受力如图示,mg-FN1=mv12/l,得: FN1 =1.6 N,2) v2=4m/s v0 球应受到外壁向下的支持力N2 如图所示,则 mg+ FN2 =mv22/l,得 FN2 =4.4 N,由牛顿第三定律,球对管壁的作用力分别为:(1)对内壁1.6N向下的压力;
(2)对外壁4.4 。

7、N向上的压力,如图所示,质量为M的电动机始终静止于地面,其飞轮上固定一质量为m的物体,物体距轮轴为r,为使电动机不至于离开地面,其飞轮转动的角速度应如何,解:当小物体转到最高点时,对底座,受到重力Mg和物体对底座的拉力T,为使电动机不至于离开地面,必须 TMg;
对物体,受到重力mg和底座对物体的拉力T,由圆周运动规律有:mg+T = m2r,即 m2r(M+m)g,航天员在航天器中绕地球做匀速圆周运动时,航天只受地球引力,引力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需的向心力F引=mv2/R,所以处于失重状态,实例研究失重现象,mg= mv2/R 由此可以得出v=(Rg)1/2,当时,座舱对他的支持力 。

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