内容正文:
深圳大学附属中学
THE AFFILIATED HIGH SCHOOL OF SHEN ZHEN UNIVERSITY
生活中的圆周运动
学科:物理
年级:高一
教材版本:粤教版
--深大附中物理组
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汽车公路转弯
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道路是不是倾斜的?
修路的人是不是搞错了?
汽车公路转弯
例:球沿光滑圆锥内壁在水平面内做匀速圆周运动,如图。试分析向心力的来源。(圆锥摆模型)
N
G
θ
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汽车公路转弯
将路面倾斜的原因是让支持力与竖直方向成一角度,这样支持力的水平分力就可以提供部分向心力,减小静摩擦力的负担。
讨论:如果倾斜路面是光滑的,汽车还能转弯吗?
如果能,对速度有什么要求?
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汽车公路转弯
问题:如果倾斜路面是光滑的,汽车还能转弯吗?
能,根据上面例题可知,即使没有摩擦力,只靠重力与支持力的合力充当向心力也可以做圆周运动,此时的速度是个定值,假设路面与水平面夹角为θ,则有
问题:如果汽车转弯速度大于这个值呢?或者小于这个值呢?
如果大于这个值,则汽车向上滑,如果小于这个值,则向下滑。
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如果能,对速度有什么要求?
汽车公路转弯
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汽车过拱桥
车子是不是漂起来了?
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接下来,请你来动手
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汽车能在拱形桥上能漂起来么?
如果可以,怎样才能漂起来呢?
汽车过拱桥
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过山车
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小球可以通过轨道么
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努力通过
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继续努力通过
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快要通过了
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通过
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大摆锤
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火车转弯
问题:火车转弯是什么力提供向心力?
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车轮的构造
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铁轨模型
外轨对轮缘的弹力提供向心力
铁路的弯道——内外轨一样高
思考:火车质量、速度比较大,故所需向心力也很大。挤压的后果会怎样?
O
F
G
FN
轮缘
内轨
外轨
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轨道对轮缘无挤压,此时火车的速度为多大?
G
FN
θ
火车转弯临界速度:
重力G与支持力FN的合力F合提供火车转弯的向心力
铁路的弯道——外轨高