资源简介 (共25张PPT)§6.4 生活中的圆周运动铁路的弯道火车车轮的构造火车车轮有突出的轮缘一、火车转弯FNFG(1)内外轨道一样高时转弯外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=Fn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.怎么办 (2) 外轨高内轨低时转弯h、r越大,火车转弯设计速度越大此为火车转弯时的设计速度思考:(1)如果v行驶>v设计,情况如何 (2)如果v行驶θ很小时,tanθ≈sinθ当v=v0时:当v>v0时:当v轮缘不受侧向压力轮缘受到外轨向内的挤压力, 外轨易损坏。轮缘受到内轨向外的挤压力, 内轨易损坏。FF二、汽车转弯(1)在水平路面上转弯(2)在倾斜路面上转弯此为汽车转弯时的设计速度思考:(1)如果v行驶>v设计,情况如何 (2)如果v行驶当v=v0时:车轮不受侧向摩擦力当v>v0时:车轮受到沿斜面向下的摩擦力f当v车轮受到沿斜面向上的摩擦力f飞机转弯GNF合GNF合自行车转弯飞车走壁(质量为m,半径为r,车速为v)失重超重三、拱形桥与凹形桥mgNmgN大小大小只受重力重力、支持力飞离桥面例1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( )A. a处 B. b处C. c处 D. d处Dabcd例2.摩天轮顺时针匀速转动时,重为G的游客经过图中a、b、c、d四处时,以下说法正确的是( )A.游客在a处受的摩擦力向右B.游客在b处受的支持力小于GC.游客在c处受的摩擦力等于零D.游客在d处受的支持力大于GCA.无;B.等于;D.等于例3.一辆质量m=2t的小轿车,驶过半径R=50m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2.求:(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?(2)若桥面为凸形,汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?(4)若桥面为凸形,汽车以多大的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是4000N.说一说:若汽车不在拱形桥的最高点或最低点时,又该如何求解呢?四、航天器中的失重现象设总质量为M,人的质量为m,轨道半径为r.∴航天器内的一切物体均处于完全失重状态。五、离心运动1定义:做圆周运动的物体,所受的合力突然消失或合力不足以提供向心力时,物体将逐渐远离圆心的运动。2应用与防止:例1:洗衣机脱水桶例2:离心制管技术例3:车辆转弯要限速例4:砂轮、飞轮要限速转动例4.在光滑水平面上,小球在水平拉力F作用下做匀速圆周运动,如图所示.若小球运动到P点时,拉力F发生变化,关于小球运动情况正确的是( ).A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa运动B.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pb运动C.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pc运动D.若拉力突然变大,小球将沿轨迹Pc运动ABD模型1:轻绳VOmgFV外轨六、竖直平面内的临界状态问题(通过最高点的条件)只受重力重力、拉力不能到达最高点mgF(或压力)mgF模型2:轻杆OmgF1F2V内外轨只受重力重力、向下的拉力重力、向上的支持力(外轨对它向下的压力)(内轨对它向上的支持力)例5.如图所示,杂技演员在做水流星表演时,用两根等长的绳系着装有水的水桶,在竖直平面内做圆周运动,大家讨论一下满足什么条件水才能不从水桶中流出来。若水的质量m=0.5kg,单根绳长l=50cm,求:(1)最高点水不流出的最小速率;(2)水在最高点速度v=3m/s时,水对桶底的压力。(3)水在最低点速度v=5m/s时,水对桶底的压力。思考:若本题将绳换成轻杆,将桶换成球,上面所求的临界速率还适用吗?例6.长L=0.5m、质量可忽略不计的细杆,其一端可绕O点在竖直平面内转动,另一端固定着一个物体A。A的质量为m=2kg,当A通过最高点时,如图所示,求在下列两种情况下杆对小球的力。(1)A在最高点的速率为1m/s;(2)A在最高点的速率为4m/s.(3)A在最低点的速率为5m/s.例7.如图甲所示,一长为l的轻绳,一端穿在过O点的水平转轴上,另一端固定一质量未知的小球,整个装置绕O点在竖直面内转动。小球通过最高点时,绳对小球的拉力F与其速度平方v2的关系如图乙所示,重力加速度为g,下列判断正确的是( )A.图象函数表达式为B.重力加速度C.绳长不变,用质量较小的球做实验,得到的图线斜率更大D.绳长不变,用质量较小的球做实验,图线b点的位置不变BD例8.如图甲所示,一轻杆一端固定在O点,另一端固定一小球,在竖直平面内做半径为R的圆周运动.小球运动到最高点时,杆与小球间弹力大小为N,小球在最高点的速度大小为v,N v2图象如乙图所示下列说法正确的是( )A.当地的重力加速度大小为B.小球的质量为C.v2=c时,杆对小球弹力方向向上D.若v2=2b.则杆对小球弹力大小为aABD例9.如图所示,小球m在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动,下列说法中正确的有( )A.小球通过最高点的最小速度为B.小球通过最高点的最小速度为零C.小球在水平线ab以下管道中运动时,外侧管壁对小球一定有作用力D.小球在水平线ab以上管道中运动时,内侧管壁对小球一定有作用力BC解决圆周运动问题的基本思路:1.确定研究对象:做圆周运动的物体2.确定圆周运动的轨道平面、圆心位置和轨道半径。3.对研究对象进行受力分析,画出受力示意图。4.运用平行四边形定则或正交分解法求向心力。5.用牛顿第二定律和平衡条件建立方程求解。 展开更多...... 收起↑ 资源预览