内容正文:
生活中的圆周运动
赛车在哪段跑道最容易出事故?
弯道
汽车转弯
火车转弯
火车转弯时是如何获得向心力的?
认识火车车轮
让重力和支持力的合力提供向心力,来减少轨道对轮缘的挤压。
为了减轻铁轨的受损程度,你能提出一些可行的方案吗?
o
G
FN
Fn
例:若火车质量为m,转弯半径为r,此时轨道倾角为θ,假设轨道和轮缘之间没有挤压,请问火车的速度为多大?
临界速度
当v=v0时:
当v<v0时:
当v>v0时:
轮缘不受侧向压力
轮缘受到内轨向外的挤压力
轮缘受到外轨向内的挤压力
讨论:
由 知
F弹
F1
F2
二、拱形桥
汽车静止在桥顶与通过桥顶时的状态是否相同?
FN<G即汽车对桥的压力小于其所受重力,处于失重状态。
1、汽车过凸桥时,在最高点,车对凸桥的压 力又怎样?
v
当汽车行驶速度越大,汽车对桥面的压力越小。当 时,压力FN为零,处于完全失重状态。
2、汽车过凸桥时,若汽车的运动速度V变大,压力如何变化?
思考与讨论:
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?…
FN>G,即汽车对桥的压力大于其所受重力,处于超重状态。
3、汽车过凹桥时,在最低点,车对凹桥的压力怎样?
v
三、离心运动
A
做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时,就做逐渐远离圆心的运动,这种运动就叫离心运动。
向心、圆周、离心运动
“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动
供
提供物体做圆周运动指向圆心的合力
需
物体做匀速圆周运动所需的力
F合=
匀速圆周运动
F合<
离心运动
F合>
向心运动
A
F>mrω²
制作“棉花”糖的原理:
内筒与洗衣机的脱水筒相似,里面加入白砂糖,加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转,黏稠的糖汁就做离心运动,从内筒壁的小孔飞散出去,成为丝状到达温度较低的外筒,并迅速冷却凝固,变得纤细雪白,像一团团棉花。
例、汽车在半径为r的水平弯道上转弯,如果汽车与地面的动摩擦因数为μ,那么不使汽车发生滑动的最大速率是( )
A. B. C. D.
B
巩固提升:
质量为