《曲线运动(生活中的圆周运动)》人教版必修高一物理精选PPT课件.pptx
专题5.7生活中的圆周运动第五章曲线运动高一物理课件精选(人教版必修2)铁路的弯道F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。1、内外轨道一样高时外轨对轮缘的弹力F提供向心力。外轨内轨思考:怎样才能使轮缘跟铁轨不相互挤压,又能产生使火车转弯所需的向心力呢?外轨内轨铁路的弯道FNG2、外轨高于内轨时重力G和支持力FN的合力F合提供一部分向心力。如果外轨超出内轨的高度适当,可以使重力G与支持力FN的合力F合刚好等于火车转弯所需要的向心力。这时,与轮缘不相互挤压。GFNαF合α例1、铁路转弯处的圆弧半径是200m,规定火车通过这里的速度是72km/h,轨道面与水平面之间的夹角应该为多大才能使轨道不受轮缘的挤压?解:火车在转弯时所需的向心力由火车所受的重力和轨道对火车支持力的合力提供,如图所示:rvmmgtinF2向心力GFNαF合grvtin2α铁路的弯道rvmmgtinF2向心力grvtin2铁路的弯道例1、铁路转弯处的圆弧半径是200m,规定火车通过这里的速度是72km/h,轨道面与水平面之间的夹角应该为多大才能使轨道不受轮缘的挤压?保持内外轨的这个高度差,如果车的速度大于或小于72km/h,会分别发生什么现象?说明理由。解:如果车的速度大于72km/h火车在转弯时所需的向心力大于重力和支持力的合力,火车将挤压外轨,外轨的弹力、重力和支持力的合力提供向心力。GFNαF外铁路的弯道汽车转弯汽车转弯例2、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶,经过半径r=50m的弯道时,如果车速度v=72km/h,这辆汽车会不会发生事故?已知轮胎与路面间的最大静摩擦力fm=0.9×104N。解:这辆汽车经过弯路时所需向心力NNrvmF4232106.15020102向心力据题意,最大静摩擦力只为0.9×104N,所以汽车会发生事故。maxfF向心力fNNrvmF4232106.15020102向心力maxfF向心力例2、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶,经过半径r=50m的弯道时,已知轮胎与路面间的最大静摩擦力fm=0.9×104N,求这辆汽车安全通过弯道的最大速度?解:这辆汽车经过弯路时路面所能提供的最大向心力rvmfF2maxmax向心力smsmmrfv/15/100.250109.034maxmax汽车转弯rvmfF2maxmax向心力smsmmrfv/15/100.250109.034maxmax汽车转弯在汽车赛道上为使汽车能以最快的速度安全通过弯道,赛道的弯道应该如何修筑?GFNF合拱型桥例:质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多大?汽车过拱形桥时的运动也可看做圆周运动。质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进,若桥面的圆弧半径为R时,汽车通过桥的最高点时对桥的压力?GFNrmvFGFN2向rmvGFN2当汽车的速度不断增大时,会发生什么现象?拱型桥rmvFGFN2向rmvGFN2凹形桥rmvGFN2汽车过拱形桥时的运动也可看做圆周运动。质量为m的汽车在凹形桥上以速度v前进,若桥面的圆弧半径为R时,汽车通过桥的最低点时对桥的压力?GFNrmvGFN2注意:汽车过凹形桥的速度不宜过大,否则FN’过大,汽车可能压坏凹型桥或者爆胎。rmvGFN2rmvGFN2比较三种桥面受力的情况rvmGN2rvmGN2N=GrvmGN2rvmGN2比较三种桥面受力的情况拱型桥:2'NvFmgmrrvmmgFN2'凹型桥:无论过拱型桥还是凹型桥,都应当减速行驶。2'NvFmgmrrvmmgFN2'思维拓展汽车速度增大航天器中的失重现象GFNRmvFmgFN2合RmvmgFN2mgFN航天员处于失重状态航天员处于完全失重状态RgvmgRvm2当mgFn时0=NFRmvFmgFN2合RmvmgFN2mgFNRgvmgRvm2mgFn向心、圆周、离心运动供提供物体做圆周运动的力需物体做圆周运动所需的力rvmF2合匀速圆周运动rvmF2合离心运动rvmF2合向心运动“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动rvmF2合rvmF2合rvmF2合离心运动应用1、离心干燥器的金属网笼利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置解释:oF
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