1、6.4 6.4 生活中的圆周运动生活中的圆周运动摩擦力提供向心力:RvmFFfn2即:OmgFNFf(2)倾斜公路转弯汽车转弯汽车转弯1.(1)水平公路转弯若转弯速度大,摩擦力不足于提供向心力时容易发生侧滑。gRvRvmmgFmmn2最大转弯速度OmgFNFf公路外高内底,除了摩擦力之外,弹力的水平分力提供了一大部分向心力,保障了车辆转弯安全。2.2.火车转弯火车转弯(1 1)车轮构造)车轮构造 火车质量太大,如果车速再大,需要很大的向心力,轮缘与外轨火车质量太大,如果车速再大,需要很大的向心力,轮缘与外轨间压力过大间压力过大,造成外轨受损。,造成外轨受损。(2)(2)向心力的来源向心力的来源
2、外侧轨道对车轮外侧轨道对车轮轮缘轮缘的挤压的挤压提供向心力提供向心力 rvmN2FNGOF合合(3) (3) 改进:改进:外外轨轨高高内内轨轨低低时转弯时转弯Lghrvrvmmg2sin rvmLhmg2很小时很小时,sintan,sintan因为注:火车转弯时的圆心在水平面上,不是在斜面上注:火车转弯时的圆心在水平面上,不是在斜面上。rvmmgFn2tan转弯时:3 3、汽车过、汽车过桥桥 以前生活很多拱形桥,现今社会汽车多了,汽车过拱以前生活很多拱形桥,现今社会汽车多了,汽车过拱桥时很多弊端,现在大部分都拆了。桥时很多弊端,现在大部分都拆了。mgFN2NvmgFmR2NvFmgmR在最高点
3、:FN mg若汽车通过拱桥的速度增大,会出现什么情况?若汽车通过拱桥的速度增大,会出现什么情况?v2Rmgm当当 F FN N = 0= 0 时,汽车脱离桥面,做平抛运动,汽车及其中的物时,汽车脱离桥面,做平抛运动,汽车及其中的物体处于完全失重状态体处于完全失重状态。v2RFN mgm当当 时汽车对桥的压力为零。(临界速度)时汽车对桥的压力为零。(临界速度)grv grv grvFNmgv2RFN mg + mv2RFNmgmFN mg(2).(2).汽车过凹桥汽车过凹桥在最低点:汽车过凹桥时速度越大车与桥之间压力越大,容易爆胎。汽车过凹桥时速度越大车与桥之间压力越大,容易爆胎。思考与讨论思考
4、与讨论 地球可以看作一个巨大的拱形桥,桥面的半径就是地球的半地球可以看作一个巨大的拱形桥,桥面的半径就是地球的半径径 R R(约为(约为 6 400 km 6 400 km)。地面上有一辆汽车在行驶,所受重力)。地面上有一辆汽车在行驶,所受重力 G G mg mg,地面对它的支持力是,地面对它的支持力是 F FN N 。 根据上面的分析,汽车速度越大,地面对它的支持力就越小。根据上面的分析,汽车速度越大,地面对它的支持力就越小。会不会出现这样的情况:速度大到一定程度时,地面对车的支持力会不会出现这样的情况:速度大到一定程度时,地面对车的支持力是是 0 0 ?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?驾
5、驶员躯体各部分之?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?驾驶员躯体各部分之间的压力是多少?他这时可能有什么感觉?间的压力是多少?他这时可能有什么感觉?4.4.航天器中的失重现象航天器中的失重现象对宇航员,重力提供向心力:mg = mv2/r,由此可以得出vgr 此时人对座椅的压力为零,宇航员处于完全失重状态。航天器超重失重分析:航天器发射航天器发射 加速上升加速上升超重航天器在轨道匀速圆周航天器在轨道匀速圆周rvmmg2完全失重完全失重返回地球返回地球减速下降减速下降超重超重5 5、离心、离心运动运动OF F合合 = = mm2 2r r,物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动F F合合mm2 2r
6、 r ,物体做逐渐远离圆心的运动物体做逐渐远离圆心的运动F F 合合= = 0 0 ,物体沿切线方向飞出远离圆心物体沿切线方向飞出远离圆心F F合合 mm2 2r r ,物体做靠近圆心物体做靠近圆心的运动的运动所供=所需,做匀速圆周所供所需,做向心运动所供所需,做离心运动练习练习1.(多选)下列有关生活中的圆周运动实例分析,其中说法正确的是 ( ) A洗衣机脱水桶的脱水原理是水滴受到的离心力大于它受到的向心力,从而沿切线方向甩出B汽车通过凹形桥的最低点时,车对桥的压力大于汽车的重力C在铁路的转弯处,通常要求外轨比内轨高,目的是减轻轮缘与外轨的挤压D杂技演员表演“水流星”,当“水流星”通过最高点时处于完全失重状态,不受重力作用BC2应用物理知识分析生活中的常见现象,可以使物理学习更加有趣和深入人坐在摩天轮吊厢的座椅上,摩天轮在竖直平面内按顺时针做匀速圆周运动的过程中,始终保持椅面水平,且人始终相对吊厢静止关于人从最低点a随吊厢运动到最高点c的过程中,下列说法中正确的是( ) A人始终处于超重状态B座椅对人的摩擦力越来越大C座椅对人的弹力越来越小D人所受的合力始终不变C谢谢谢谢