内容正文:
生活中的圆周运动
复习:
1.向心力的表达式?
2. 向心力是根据什么命名的?
3. 向心力的来源?
1、火车车轮的结构特点:
一、水平方向圆周运动(火车转弯)
2、两轨道无高度差
火车直行
FN
G
一、水平方向圆周运动(火车转弯)
2、两轨道无高度差
火车转弯
G
F
一、水平方向圆周运动(火车转弯)
FN
火车速度为30m/s,弯道的半径R=900m,火车的质量m = 8×105kg,转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大?
轮缘与外轨间的相互作用力太大,铁轨和车轮极易受损!
试计算
X
3、两轨间有高度差
一、水平方向圆周运动(火车转弯)
FN
G
F
若火车质量为m,转弯半径为r,要求轨道对轮缘无挤压作用,此时轨道倾角为 ,请问火车的速度应为多大?
θ
tan
=
F
合
mg
θ
θ
θ
θ
θ
0
tan
=
v
θ
gr
试计算
当v=v0时:
当v>v0时:
当v<v0时:
轮缘不受侧向压力
轮缘受到外轨向内的挤压力
轮缘受到内轨向外的挤压力
F弹
F弹
讨论:
0
tan
=
v
θ
gr
由
4、思维拓展
一、水平方向圆周运动(火车转弯)
处理圆周运动问题的基本方法
1.选取研究对象
2.确定轨道平面、找圆心、定半径
3. 受力分析
4. 找向心力的来源
5. 列方程,求解
归纳
二、竖直方向圆周运动(汽车过桥)
1、凹形桥
V
FN
由 F合= F向
>G
(超重)
F合=G - FN
由 F合= F向
<G
二、竖直方向圆周运动(汽车过桥)
2、凸形桥
(失重)
FN
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?
根据牛顿第三定律: F压=FN
讨论:
当 时,汽车将脱离桥面,发生危险。
由此可知,
当 时,F压 = 0;
地球可以看做一个巨大的拱行桥,桥面的半径是地球半径(约为6400km)。地面上有一辆车,假设可以不断加速,会不会出现这样的情况:速度大到一定程度时,地面对车的支持力是0?这时驾驶员与坐椅之间的压力是多少?驾驶员躯体各部分之间的压力是多少?他这时的可能有什么感觉?
3、思维拓展:
汽车不在拱形桥的最高点或最低点时,