内容正文:
5.8
生活中的圆周运动
物体做圆周运动时需要什么力?谁来提供?
向心力,合力提供
向心力的特点?
方向:
大小:
时刻指向圆心
从“供” “需”两方面研究生活中做圆周运动的物体
,由物体受力情况决定
由物体的运动情况决定
“供需”平衡 物体做匀速圆周运动
本节课
牛顿第二定律F=ma的应用
提供物体做圆周运动的力
做圆周运动的物体所需的力
=
*
火车车轮有突出的轮缘
FN
F
G
(1)内外轨道一样高时转弯(水平弯道)
外轨对轮缘的弹力F外轨提供向心力F外轨=F向
怎么办?
弊端分析
易损坏
h、r越大,火车转弯越安全
此为火车转弯时的安全速度
思考:
(1)如果v行驶>v安全,情况如何?
(2)如果v行驶<v安全,情况如何?
外轨高于内轨时转弯(倾斜轨道)
θ很小时,sinθ=tanθ
此时轮缘与铁轨无弹力作用
G
Fn
N
h
L
θ
θ
r
1、当v=v0时:
3、当v>v0时:
2、当v<v0时:
自行车赛
汽车比赛
实例二
汽车过桥
泸定桥
F合= G-N
G
G
F合= N-G
联想:比较三种桥面受力的情况 (超重? 失重?)
N=G
电影中赛车通过凸起的路面时,若要减少事故,你能否求出赛车在最高点的最大速度?
思考与讨论
v
如果把地球看做一个巨大的拱形桥,汽车V不断增大,达到一定值
座舱对航天员的支持力 ,由重力提供向心力
此时的速度 ,航天员处于完全失重状态。
航天器在做圆周运动中依然受地球引力,表现为重力提供向心力。
实例三
水流星
过山车
思考与讨论
如果 ,物体不能到达最高点
mg
FN
O
A
“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动
匀速圆周运动
离心运动
近心运动
物体将沿轨迹切线方向飞出
离心抛掷
离心脱水
离心分离
离心甩干
*
*
若汽车运行速度超过这一值,将发生侧滑。
1.如图所示为圆锥摆示意图,用长为L的细绳一端固定,另一端系着一个小球,使小球在水平面内做匀速圆周运动,细绳与竖直方向的夹角为θ,不计空气阻力,重力加速度为g,则小球的角速度大小为( )
2.质量为1.5×104 kg的汽车,以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,桥面圆弧半径为30 m,如果桥面承受的最大压力不得超