内容正文:
生活中的圆周运动——水平面内的圆周运动
讲师:冯耀东
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课标解读
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1.知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度,它就是圆周运动的物体所受的向心力.会在具体问题中分析向心力的来源;
2.能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例.知道离心运动并会解释相关现象;
课标解读
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知识精讲
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“供需”平衡 物体做匀速圆周运动
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
F
=
从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体
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2.2.1 汽车在水平地面上转弯
O
mg
FN
Ff
问题:如果汽车的速度很大,会出现什么情况呢?有什么解决措施?
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2.2.2 弯道的设计
mg
FN
F合
问题:为了保证安全且不损坏路面和轮胎,汽车拐弯时需要限速么?如果拐弯处的坡度倾角为θ,弯道半径为r,对车速有何要求?
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2.3 火车拐弯
2.2.1 火车在水平铁轨上转弯
外轨
内轮
内轨
外轮
FN
G
F
外轨对轮缘的水平弹力F提供火车转弯的向心力
由于火车的质量很大,而且速度较快,所以在实际运行过程中,轮缘与外轨间的相互作用力太大,铁轨和车轮极易受损!
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2.2.2 实际铁轨的设计
FN
F
这是火车速度为转弯的最佳速度.此时轨道对轮缘无挤压作用.
较小时,tan ≈sin
G
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匀速圆周运动
离心运动
近心运动
“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的力
需
物体做匀速圆周运动所需的力
离心运动可以给我们的生活、工作带来方便,如洗衣机的脱水筒等,但有时候也会给人们带来危害 .如砂轮转动时部分砂块做离心运动而造成人身伤害.
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汽车做离心运动
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当v>v0时:
当v<v0时:
轮缘受到外轨向内的挤压力.
轮缘受到内轨向外的挤压力.
G
FN
F
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能力突破
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3.1 火车拐弯问题
典题赏析
FN
mg
F
θ
l
h
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1.对实际生活中的火车拐弯问题,要注意保护铁轨和车轮不受损,采用将枕木一端垫高的方法,通过重力与支持力的合力提供其所需向心力,因实际生活中的铁轨是固定的,且倾角较小,由 以及
可知,必然存在一个确定的对应关系,也就是需要以规定的速度转弯.
规律方法技巧
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例2.