高中物理（人教 必修二）5.7 生活中的圆周运动 课件（共45张PPT）

7 生活中的圆周运动 知识回顾 向心力的特点 方向： 总是指向圆心, 作用效果只改变速度 的方向， 由物体在半径方向的合力提供。 大小： 物体做圆周运动时，必须有力提供 　　向心力是按效果命名的力 向心力 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 ，由物体受力情况决定 由物体的运动情况决定 “供需”平衡 物体做圆周运动 本节课 牛顿第二定律F=ma的应用 提供物体做 圆周运动的力 物体做圆周运动所需的力 F = 生活中的圆周运动 ◆圆周运动(Circular motion) 铁路的弯道 火车车轮的构造 火车车轮有突出的轮缘 背景问题1、火车转弯： 对实际问题进行抽象提炼并建立模型 水平轨道模型 弯曲轨道模型 火车模型 请思考：列车的脱轨、翻车事故容易出现在什么地方？ 铁路的弯道处 FN F G 1、铁路的弯道 生活中的圆周运动 ◆圆周运动(Circular motion) (1)内外轨道一样高时转弯 火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力. 外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向 由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损坏铁轨. 怎么办? 背景问题1、火车转弯： 铁路的弯道 生活中的圆周运动 ◆圆周运动(Circular motion) (2) 外轨高内轨低时转弯 此为火车转弯时的设计速度 思考: (1)如果v行驶>v设计,情况如何? (2)如果v行驶<v设计,情况如何? θ很小时,sinθ≈tanθ 背景问题1、火车转弯： G Fn N h L θ θ r 当v=v0时： 当v>v0时： 当v<v0时： 轮缘不受侧向压力,最安全的转弯速度 轮缘受到外轨向内的挤压力, 外轨易损坏。 轮缘受到内轨向外的挤压力, 内轨易损坏。 背景问题1、火车转弯： 铁路弯道处超速是火车脱轨和翻车的主要原因 F弹 F弹 生活中的圆周运动 ◆圆周运动(Circular motion) 背景问题2：汽车过桥 黄石长江大桥 汽车过桥问题 1.求汽车以速度v过半径为r 的拱桥最高点时对拱桥的压力？ 【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得： 可见汽车的速度越大对桥的压力越小。 当 时汽车对桥的压力为零。（临界速度） 当ｖ大于