河北省南宫市奋飞中学高中物理必修二：5.7生活中的圆周运动 (共45张PPT)

必修2 第五章第7节 中 的 圆 周 活 生 运 动 此地不宜居住吗？ 中央电视台《今日说法》栏目报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．当地居民认为是风水问题，你相信吗？ 当 “供”“需”平衡时，物体做圆周运动 F = r v m 2 提供物体做圆周运动的向心力 物体做圆周运动所需要的向心力 一、汽车转弯 提供向心力 受力分析 Ff Ff Fn＝mv2 / r O mg FN Ff * Ff Fn＝mω2 r 赛道的设计 思考： 那火车转弯时情况会有何不同呢？ 火车转弯时是在做圆周运动，那么是什么力提供向心力？ 二、火车转弯 实例 车轮介绍 FN F G 1、铁路的弯道 生活中的圆周运动 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? 铁路的弯道 生活中的圆周运动 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 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。 铁路弯道处超速是火车脱轨和翻车的主要原因 F弹 F弹 【物理与生活】 2008年4月18日，我国铁路进行了第六次大提速，时速将达200公里以上，这必将为我国经济腾飞注入新的活力。假设你是一位从事铁路设计的工程师，你认为火车提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造？ 课堂练习 2、质量 m=100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面夹角为370 ，弯道半径R=30m。 (1)当火车的速度v1=10m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何? (2)当火车的速度v2=15m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何? (3)当火车的速度v3=20m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何? θ O O' FT mg