3.3 离心现象（一）课件-2024-2025学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

3.3 离心现象（一） 为什么在拐弯处容易发生事故？ 应该如何避免这种事件的发生？ 导入新课 提供物体做 圆周运动的力 物体做圆周运动所需的力 物体作圆周运动的条件 从“供”“需”两方面研究生活中做圆周运动的物体 “供需”平衡 物体做圆周运动 由物体受力情况决定 由物体运动情况决定 1. 汽车在水平路面转弯 新课教学 一、车辆转弯时所需的向心力 是什么力提供向心力的呢? 汽车在水平路面上转弯所需要的向心力来源： 汽车侧向所受的静摩擦力。 匀速圆周运动 侧滑 O mg FN f 即： 时， 供＝需 时， 供<需 2. 火车转弯 思考：火车转弯时做圆周运动， 是什么力提供向心力？ 火车车轮有突出的轮缘 G 外轨 内轨 FN F 外轨对轮缘的弹力 内外轨道一样高 O 火车水平转弯时：由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力F提供向心力F向 靠这种办法得到向心力的缺点是什么？ 如何解决这一实际问题？ 该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，容易损坏铁轨. 7 7 θ FN 在转弯处外轨略高于内轨 G O F合 θ 外轨高于内轨 火车转弯所需向心力的方向是在水平方向上还是在与斜面平行的方向上？ 8 8 O G FN F合 θ θ F合＝mg tanθ F向 = m v2 R v＝ gR tanθ 轨道对轮缘无挤压时火车的速度为多大？ 如果火车转弯时的速度大于或小于这个值，轨道对轮缘有挤压吗？ 火车转弯时的安全速度 9 9 2、当 v＜ gR tanθ ： 1、当 v＞ gR tanθ ： G FN θ 轮缘受到外轨向内的弹力，外轨易损坏。 G FN θ F F 轮缘受到内轨向外的弹力，内轨易损坏。 铁路弯道处超速是火车脱轨和翻车的主要原因。 10 10 赛道的设计 公路弯道的设计 外高内低 重力和空气对它的作用力的合力提供向心力 3. 飞机转弯 课堂小结 一、车辆转弯时所需的向心力 2.外轨高于内轨转弯时，所需的向心力由重力与支持力的合力提供。 1.水平面上转弯时所需的向心力由静摩擦力提供。 3.转弯处的半径和车辆运行速度的条件限制： v临界＝ gRtanθ v过大时 外侧轨道对火车轮缘有向内的弹力 汽车有向外滑的趋势 v过小时 内侧轨道对火车轮缘有向外的弹力 汽车有向内滑的趋势 1、如图所示，照片中的汽车在水平路面上做匀速圆周运动，已知 　汽车的转弯半径为50m，假设汽车受到的最大静摩擦力等于车 　重的0.8倍，g取10 m/s2，则运动的汽车（ 　 ） 　A．所受的合力为零 　B．只受重力和地面的支持力作用 　C．最大速度不能超过20m/s 　D．所需的向心力由重力和支持力的合力提供 C 课堂练习 2、一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的 　径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道 　时，下列判断正确的是（ 　　 ） 　A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力 　B．汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N 　C．汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑 　D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2 D Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 Lavf55.19.104 $$