1、生活中的圆周运动生活中的圆周运动（1）向心加速度向心加速度它始终与速度方向它始终与速度方向垂直，其表现就是速度方向的改变垂直，其表现就是速度方向的改变向心加速度向心加速度它始终与速度方向它始终与速度方向垂直，其表现就是速度方向的改变垂直，其表现就是速度方向的改变切向加速度切向加速度与速度方向在同一与速度方向在同一直线上，其表现就是速度大小的变化直线上，其表现就是速度大小的变化.向心加速度向心加速度它始终与速度方向它始终与速度方向垂直，其表现就是速度方向的改变垂直，其表现就是速度方向的改变切向加速度切向加速度与速度方向在同一与速度方向在同一直线上，其表现就是速度大小的变化直线上，其表现就是速度大
2、小的变化.想一想：想一想：匀速圆周运动匀速圆周运动和变速圆周运动的区别吗？和变速圆周运动的区别吗？一般曲线运动一般曲线运动运动轨迹不运动轨迹不是直线也不是圆周的运动是直线也不是圆周的运动一般曲线运动一般曲线运动运动轨迹不运动轨迹不是直线也不是圆周的运动是直线也不是圆周的运动处理方法处理方法将每一小段看作将每一小段看作不同圆周的一部分不同圆周的一部分rvmF2 向心力公式的理解向心力公式的理解【知识回顾知识回顾】rvmF2 向心力公式的理解向心力公式的理解 提供物提供物体做匀速圆体做匀速圆周运动的力周运动的力【知识回顾知识回顾】rvmF2 向心力公式的理解向心力公式的理解 提供物提供物体做匀速圆
3、体做匀速圆周运动的力周运动的力 物体做物体做匀速圆周运匀速圆周运动所需的力动所需的力【知识回顾知识回顾】rvmF2 向心力公式的理解向心力公式的理解 提供物提供物体做匀速圆体做匀速圆周运动的力周运动的力“供需供需”平衡平衡 物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动 物体做物体做匀速圆周运匀速圆周运动所需的力动所需的力【知识回顾知识回顾】rvmF2 向心力公式的理解向心力公式的理解 提供物提供物体做匀速圆体做匀速圆周运动的力周运动的力从从“供供”“”“需需”两方面两方面研究做圆周运动的物体研究做圆周运动的物体“供需供需”平衡平衡 物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动 物体做物体做匀速圆周运匀速圆周运
4、动所需的力动所需的力【知识回顾知识回顾】1.火车转弯时有向心加速度，是什么力火车转弯时有向心加速度，是什么力使它产生向心加速度？使它产生向心加速度？2.铁轨和车轮的结构如何？铁轨和车轮的结构如何？3.为什么要这样的结构？为什么要这样的结构？一一.铁路的弯道铁路的弯道车轮介绍车轮介绍1.火车转弯时有向心加速度，是什么力火车转弯时有向心加速度，是什么力使它产生向心加速度？使它产生向心加速度？2.铁轨和车轮的结构如何？铁轨和车轮的结构如何？3.为什么要这样的结构？为什么要这样的结构？一一.铁路的弯道铁路的弯道4.设火车每节车厢质量为设火车每节车厢质量为50吨，弯道半吨，弯道半径径200m，火车速度，
5、火车速度360km/h，估算火车转弯，估算火车转弯所需的向心力有多大？会有什么样的后果？所需的向心力有多大？会有什么样的后果？如何解决这个问题？如何解决这个问题？一一.铁路的弯道铁路的弯道2.5106N1.火车转弯时有向心加速度，是什么力火车转弯时有向心加速度，是什么力使它产生向心加速度？使它产生向心加速度？2.铁轨和车轮的结构如何？铁轨和车轮的结构如何？3.为什么要这样的结构？为什么要这样的结构？4.设火车每节车厢质量为设火车每节车厢质量为50吨，弯道半吨，弯道半径径200m，火车速度，火车速度360km/h，估算火车转弯，估算火车转弯所需的向心力有多大？会有什么样的后果？所需的向心力有多大
6、？会有什么样的后果？如何解决这个问题？如何解决这个问题？铁路弯道，外轨略高于内轨：铁路弯道，外轨略高于内轨：外轨略高于内轨外轨略高于内轨 h外轨略高于内轨外轨略高于内轨 h外轨略高于内轨外轨略高于内轨火车受力火车受力 h外轨略高于内轨外轨略高于内轨火车受力火车受力竖直向下的重力竖直向下的重力G垂直轨道面的支持力垂直轨道面的支持力N h外轨略高于内轨外轨略高于内轨火车受力火车受力竖直向下的重力竖直向下的重力G垂直轨道面的支持力垂直轨道面的支持力N hGN外轨略高于内轨外轨略高于内轨火车受力火车受力竖直向下的重力竖直向下的重力G垂直轨道面的支持力垂直轨道面的支持力N火车的向心力来源火车的向心力来源
7、 hGN外轨略高于内轨外轨略高于内轨火车受力火车受力竖直向下的重力竖直向下的重力G垂直轨道面的支持力垂直轨道面的支持力N火车的向心力来源火车的向心力来源由由G和和N的合力提供的合力提供 hGN外轨略高于内轨外轨略高于内轨竖直向下的重力竖直向下的重力G垂直轨道面的支持力垂直轨道面的支持力N由由G和和N的合力提供的合力提供 hGNF火车受力火车受力火车的向心力来源火车的向心力来源外轨略高于内轨外轨略高于内轨火车受力火车受力竖直向下的重力竖直向下的重力G垂直轨道面的支持力垂直轨道面的支持力N火车的向心力来源火车的向心力来源由由G和和N的合力提供的合力提供 tanmgFF 合合向心力向心力 hGNF
8、【例题例题】如图示知如图示知h，L，转弯半径，转弯半径R，车轮，车轮对内外轨都无压力，质量为对内外轨都无压力，质量为m的火车运行的速的火车运行的速率应该多大？率应该多大？向向合合FF F hLN 【例题例题】如图示知如图示知h，L，转弯半径，转弯半径R，车轮，车轮对内外轨都无压力，质量为对内外轨都无压力，质量为m的火车运行的速的火车运行的速率应该多大？率应该多大？Rvmmg2tan F hLN 【例题例题】如图示知如图示知h，L，转弯半径，转弯半径R，车轮，车轮对内外轨都无压力，质量为对内外轨都无压力，质量为m的火车运行的速的火车运行的速率应该多大？率应该多大？Lh tanRvmmg2tan
9、F hLN 【例题例题】如图示知如图示知h，L，转弯半径，转弯半径R，车轮，车轮对内外轨都无压力，质量为对内外轨都无压力，质量为m的火车运行的速的火车运行的速率应该多大？率应该多大？LgRhgRv/tan Rvmmg2tan F hLN 【例题例题】如图示知如图示知h，L，转弯半径，转弯半径R，车轮，车轮对内外轨都无压力，质量为对内外轨都无压力，质量为m的火车运行的速的火车运行的速率应该多大？率应该多大？LgRhgRv/tan Rvmmg2tan 火车拐弯应以规定速度行驶火车拐弯应以规定速度行驶F hLN火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时，火车行
10、驶速率火车行驶速率vv规定规定当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时，tan2mgFRvmF 合合向心力向心力火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时，tan2mgFRvmF 合合向心力向心力NG火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定NG当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时，外轨对轮缘有侧压力外轨对轮缘有侧压力；火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定NGN 当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时，外轨对轮缘有侧压力外轨对轮缘有侧压力；火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定时，时，外轨对轮缘有侧压力
11、外轨对轮缘有侧压力；当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定时，时，外轨对轮缘有侧压力外轨对轮缘有侧压力；当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定时，时，外轨对轮缘有侧压力外轨对轮缘有侧压力；当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定时，时，外轨对轮缘有侧压力外轨对轮缘有侧压力；当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时，内轨对轮缘有侧压力内轨对轮缘有侧压力。赛道的设计赛道的设计11.设拱型桥面圆弧半径为设拱型桥面圆弧半径为R，质量为，质量为m的汽车的汽车 以速度以速度v通过桥面，试求
12、汽车在桥面圆弧最通过桥面，试求汽车在桥面圆弧最 高点时对桥面的压力高点时对桥面的压力2.请你说说这种桥的优点请你说说这种桥的优点3.对于凹型桥，汽车在最低点时对桥面的压对于凹型桥，汽车在最低点时对桥面的压 力比汽车和重量是大些还是小些？力比汽车和重量是大些还是小些？4.汽车不是在最高或最低点位置，如何求汽汽车不是在最高或最低点位置，如何求汽 车对桥面的压力？车对桥面的压力？二二.拱型桥和凹型桥拱型桥和凹型桥试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生？度不断增大时，
13、会有什么现象发生？试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生？度不断增大时，会有什么现象发生？RO试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生？度不断增大时，会有什么现象发生？NGRORvmGN2 试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车
14、的速度不断增大时，会有什么现象发生？度不断增大时，会有什么现象发生？NGRORvmGN2 试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生？度不断增大时，会有什么现象发生？【结论结论】NGRORvmGN2 试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生？度不断增大时，会有什么现象发生？【结论结论】mgNRgvNRgv 0 201时，时，）当）当
15、（时，时，）当）当（NGRO当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大，当汽车的速度大于这个车的速度有多大，当汽车的速度大于这个速度是，会发生什么现象？速度是，会发生什么现象？NGRO当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大，当汽车的速度大于这个车的速度有多大，当汽车的速度大于这个速度是，会发生什么现象？速度是，会发生什么现象？mgNRgvNRgv 0 201时，时，）当）当（时，时，）当）当（NGRO【结论结论】当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大，当汽车的速度大于这个车的速度
16、有多大，当汽车的速度大于这个速度是，会发生什么现象？速度是，会发生什么现象？mgNRgvNRgv 0 201时，时，）当）当（时，时，）当）当（面，做平抛运动面，做平抛运动时，汽车脱离地时，汽车脱离地）当）当（3Rgv NGRO【结论结论】例例1 如图所示，在质量为如图所示，在质量为M的电动机的电动机上，装有质量为上，装有质量为m的偏心轮，飞轮转动的角的偏心轮，飞轮转动的角速度为速度为，当飞轮重心在转轴正上方时，电，当飞轮重心在转轴正上方时，电动机对地面的压力刚好为零，则飞轮重心离动机对地面的压力刚好为零，则飞轮重心离转轴的距离多大？在转动转轴的距离多大？在转动过程中，电动机对地面的过程中，电动机对地面的最大压力多大？最大压力多大？mOr例例2 长度为长度为L=0.50m的轻质细杆的轻质细杆OA，A端有一质量为端有一质量为m=3.0kg的小球，如图所示。小的小球，如图所示。小球以球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通点为圆心在竖直平面内做圆周运动，通过最高点时小球的速率是过最高点时小球的速率是2.0m/s，g取取10m/s2，则此时细杆则此时细杆OA受到受到()A.6.0N的拉力的拉力B.6.0N的压力的压力C.24N的拉力的拉力D.24N的压力的压力ALOm
