1、7 7生活中的圆周运动转弯问题转弯问题过桥问题过桥问题离心问题离心问题一、汽车转弯一、汽车转弯OmgFNFf提供向心力提供向心力受力分析受力分析FfFfFnmv2/r 思考：思考：火车转弯时火车转弯时是在做圆周是在做圆周运动，那么运动，那么是什么力提是什么力提供向心力？供向心力？实例实例车轮介绍车轮介绍人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件2vFFmr向心力外轨对轮缘的弹力提供向心力外轨对轮缘的弹力提供向心力.靠这种办靠这种办法得到的向法得到的向心力缺点是心力缺点是什么？如何什么？如何解决这一实解决这一实际问题？际问题？火车火车水平转弯水平转弯时情况分析：由外
2、侧轨道时情况分析：由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力对车轮轮缘的挤压力F提供提供向心力向心力F人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件 由上图知:此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。外轨对轮缘的弹力提供向心力。由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生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，易损害铁轨。相互作用力很大，易损害铁轨。人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件【最佳方案】【最佳方案】外轨略高于内轨外轨略高于内轨人教版高中物理圆周
3、运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件铁路的弯道铁路的弯道生生活活中中的的圆圆周周运运动动 圆周运动(Circular motion)(2)外轨高内轨低时转弯rvmmg2tanLghrvrvmmg2sinrvmLhmg2GFnNhL此为火车此为火车转弯时的转弯时的设计速度设计速度r思考思考:(1)如果如果v行驶行驶v设计设计,情况如何情况如何?(2)如果如果v行驶行驶v设计设计,情况如何情况如何?很小时很小时,sin,sintantan背景问题背景问题1 1、火车转弯：、火车转弯：人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件F弹弹F弹弹Lghrv0背
4、景问题背景问题1 1、火车转弯：、火车转弯：铁路铁路弯道弯道处处超速超速是火车是火车脱轨和翻车的主要原因脱轨和翻车的主要原因人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件【物理与生活】20082008年年4 4月月1818日，我国铁路进行了第六次日，我国铁路进行了第六次大提速，时速将达大提速，时速将达200200公里以上，这必将为公里以上，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？必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如
5、何改造？增大增大h人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件赛道的设计外高内低N NG GF Frvmmg2tantangrv 人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件飞车走壁飞车走壁FF合G人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件GFF合飞机转弯鸟飞行转弯人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件mgtanFnmv2/r OOFTmgF合合圆圆锥锥摆摆FNmgF合合FNGFN NG GF F人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件 公路上
6、的拱公路上的拱形桥是常见的，形桥是常见的，汽车过桥时，汽车过桥时，也可以看做圆也可以看做圆周运动。那么周运动。那么是什么力提供是什么力提供汽车的向心力汽车的向心力呢？呢？思考：思考：实例三、过桥问题三、过桥问题人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件G和和N的合力提供汽车做圆周运动的的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：向心力，由牛顿第二定律得：2vGNmr2vNGmr可见汽车的速度越大对桥的压力越小。可见汽车的速度越大对桥的压力越小。vgr NGv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）当当大于大于临界临界时，汽
7、车做什么运动？时，汽车做什么运动？汽车过桥问题m人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件NGvG和和N的合力提供汽车做圆周运动的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：的向心力，由牛顿第二定律得：m人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件生生活活中中的的圆圆周周运运动动 圆周运动(Circular motion)FN=G汽车过桥问题小结汽车过桥问题小结人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件eg1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示地形如图所示,由于轮胎太旧由于
8、轮胎太旧,途中爆胎途中爆胎,爆胎可能性最大的地段爆胎可能性最大的地段应是应是()A.a处处 B.b处处 C.c处处 D.d处处生生活活中中的的圆圆周周运运动动 圆周运动(Circular motion)abcdD可能飞离路面的地段应是？当堂练习当堂练习人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件如图如图687所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是以下说法正确的是()练习A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、在竖直方向
9、汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力：重力在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力汽车对桥面的压力小于汽车的重力D汽车对桥面的压力大于汽车的重汽车对桥面的压力大于汽车的重力力 6 February 202320人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件思考与讨论思考与讨论地球可以看做一地球可以看做一个巨大的拱形桥，个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地桥面的半径就是地球的半径。会不会球的半径。会不会出现这样的情况：出现这样的情况：速度大到一定程度速度大到一定程度时，
10、地面对车的支时，地面对车的支持力是零？这时驾持力是零？这时驾驶员与座椅之间的驶员与座椅之间的压力是多少？压力是多少？思考与讨论思考与讨论人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件当时,座舱对他的支持力FN=0,航天员处于完全失重状态?在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中的宇航员,除了地球引力外,还可能受到飞船座舱对他的支持力FN。其实对于任何一个按惯性飞行(只受重力作用)的飞行器或容器,其中的所有物体都处于完全失重状态。得rvmmgFN2由rvmmg-FN2若在近轨道绕地球做匀速圆周运动:=vgr人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件人教版高中物理圆周运动PPT优秀课件
