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(共21张PPT)
生活中的圆周运动
一 、 汽车转弯
问题1:汽车转弯时为什么会有限速，特别是雨雪天气？
模型一：质点
模型二：水平圆周运动模型
f静
f静
汽车在水平路面上转弯的向心力由哪个力提供？
(限速)
二 、 火车转弯
问题2:火车与铁轨间摩擦相对来讲比较小，不能像汽车转弯一样提供其转弯所需要的向心力，
那么火车转弯时是怎么解决它所需要的向心力问题？
火车轨道的特殊性
1、水平弯道
弊端分析：
火车质量太大，靠这种办法得到向心力，轮缘与外轨间的相互作用力太大，
铁轨和车轮极易受损
由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力提供
G
列车速度过快，造成翻车事故
h
如图，斜面轨道倾角为θ，转弯半径r，要使车轮对内外轨都无压力,质量为m的火车运行的速率应该多大
当火车行驶速率v>v0时
当火车行驶速率vFN′
外轨对轮缘有侧压力
内轨对轮缘有侧压力
汽车质量为m，通过桥最高点速度为v，桥半径为R，则在最高点汽车对桥的压力为多大？
由牛顿第三定律得
FN ＜mg
若汽车通过拱桥的速度增大，会出现什么情况？
拱形桥
汽车质量为m，通过路面最低点速度为v，桥半径为R，则在最低点汽车对路面的压力为多大？
F合＝FN－mg
v2
R
∴ FN ＝mg + m
由牛顿第三定律得
v2
R
F压＝FN ＝mg + m
v2
R
∴ FN－mg＝m
FN ＞mg
FN
mg
Fn= m
v2
R
凹形路面
例题：一辆汽车在丘陵地匀速行驶，地形如图所示，由于轮胎老旧，
途中爆胎，爆胎最可能发生在哪个地段？（）
A、a处 B、b处 C、c处 D、d处
D
思考与讨论
航天器中的失重现象
1．航天器在近地轨道的运动
(1)对航天器，在近地轨道可认为地球的万有引力等于其重力，重力充当向心力，满足的关系为
(2)对航天员，由重力和座椅的支持力提供向心力，满足的关系为mg－FN ，由以上两式可得FN＝0，航天员处于完全失重状态，对座椅压力为零．
(3)航天器内的任何物体之间均没有压力．
O
F合 = mω2r，物体做匀速圆周运动
F合＜mω2r ，物体做逐渐远离圆心的运动
F 合= 0 ，物体沿切线方向飞出远离圆心
1、定义：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力时，做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。
2、条件：
0 ≤F合＜mω2r
供<需
离心运动
离心脱水高速砂轮限速离心甩干●离心运动的应用制作棉花糖二.拱形桥1.汽车过拱形桥时,对桥面的压力与重力比较2.圆周运动中的超重、失重情况．三.航天器中的失重现象重力提供自身做圆周运动向心力四.离心运动1.离心现象的分析与讨论．2.离心运动的应用和防止．课堂小结火车转弯规定:v过大时:外侧轨道与轮之间有弹力v过小时:内侧轨道与轮之间有弹力一.转弯处的半径和火车运行速度的条件限制.向心、圆周、离心运动
“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动
供
提供物体做圆周运动的力
需
物体做匀速圆周运动所需的力
Fn=
圆周运动
Fn<
离心运动
Fn>
向心运动
例：公路急转弯处通常是交通事故多发地带.某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势.则在该弯道处(　　)
A.路面外侧高、内侧低
B.车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动
C.车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动
D.当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小
课后练习
AC
例：在冬奥会短道速滑项目中，运动员绕周长仅111米的短道竞赛.比赛过程中运动员在通过弯道时如果不能很好地控制速度，将发生侧滑而摔离正常比赛路线.圆弧虚线Ob代表弯道，即正常运动路线，Oa为运动员在O点时的速度方向(研究时可将运动员看做质点).下列论述正确的是(　　)
A.发生侧滑是因为运动员受到的合力方向背离圆心
B.发生侧滑是因为运动员受到的合力大于所需要的向心力
C.若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa左侧
D.若在O点发生侧滑，则滑动的方向在Oa右侧与Ob之间
D

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