高一物理精品课件集 57 生活中的圆周运动【含视频】

5.7 生活中的圆周运动 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 O mg FN Ff FN mg FN mg 一.铁路的弯道 F向 　　1、火车做匀速直线运动和匀速转弯运动状态是否相同？ 轮缘 铁轨 (轨距) 火车车轮介绍 G FN F弹 　　2、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？ 　　轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！ 　　例1、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？ 列车速度过快,造成翻车事故 如图，火车转弯时需要的向心力由哪个力来提供？ 外侧 θ 内侧 FN mg F 直接提出 问题、汽车转弯，情况又如何呢？ 　　如果汽车的速度很大，会出现什么情况呢？有什么解决措施？ 汽车转弯时的措施： 把转弯处的道路修成外高内低。 黄石长江大桥 汽车过桥问题 汽车过桥问题 泸定桥 比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。 失重 超重 凸形桥 凹形桥 二、拱形桥 G FN G FN a a 如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( ) A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力 C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D．汽车对桥面的压力大于汽车的重力 BC 练习 1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( ) A. a处  B. b处   C. c处    D. d处 D 可能飞离路面的地段应是？ 当堂练习 a b c d 2.质量为２５Ｋg 的小孩坐在秋千板上，绳长２．５m，如果秋千摆到最低点时，小孩的速度为５m/s，则小孩对秋千板的压力是多大？  例：一辆质量m=500kg的小车，驶过半径R=40m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10m／s2． 求：  (1)若桥面为凸形，汽车以4m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大?    (2)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力 （1）由合力提供向心力，得 （2）由重力提供向心力，得 根据牛顿第二定律： mg FN 思考： 1、若速度过大，汽车做何种运动？ 提供的向心力不足，做离心运动 2、有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？ G FN 可加入地球 O mg FN 三、航天器中中的失重现象 1、重力提供向心力 2、坐舱对宇航员的支持力为零，航天员处于失重状态 1.绳系着装水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m = 0.5kg，绳长L = 40cm，求： （１）为使桶在最高点时水不流出，桶的最小速率？ （２）桶在最低点速率v = 4m/s时，水对桶底的压力？           【学以致用】 质量为400 kg的汽车,通过半径为40 m的凸形桥顶端时,对桥顶的压力正好为零,则汽车的速度大小为多少。(ｇ取10 m/s2) 例与练 火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力， 若火车在该弯道实际运行速度为30m/s，则下列说法中正确的是（ ） A.仅内轨对车轮有侧压力 B.仅外轨对车轮有侧压力 C.内、外轨对车轮都有侧压力 D.内、外轨对车轮均无侧压力 改为m/s $$曲线运动(Curvilinear motion) 生活中的圆周运动 曲线运动(Curvilinear motion) 知识回顾 物体做圆周运动时，受力有何共同点 物体要受到指向圆心的向心力 向心力的特点 方向：总是指向圆心 大小： 曲线运动(Curvilinear motion) 分析做圆周运动的物体受力情况 提供向心力 受力分析 Ff FN+mg O mg FN Ff O mg FN 曲线运动(Curvilinear motion) 飞机转弯: G N Fn 曲线运动(Curvilinear motion) 向心力公式的理解 “供需”平衡 物体做匀速圆周运动 从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体 F 提供物体做匀速圆周运动的力 物体做匀速圆周运动所需的力 = 曲线运动(Curvilinear motion) 车辆转弯 （1）自行车（或摩托车）转弯 我们在骑自行车转弯时，有向外滑出的趋势，地面对自行车有指向内侧的静摩擦力F1，这个静摩擦力提供自行车转弯时所需的向心力。 根据向心力公式有 从公式中可以看出，转弯时所需的向心力与转弯时的速率及半径有关，如果转弯时的速率过大，静摩擦力不