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(共18张PPT)
6.4 生活中的圆周运动
新人教版 高中物理必修2
火车转弯脱轨的原因是什么？
超速
严禁超速
观察：火车车轮结构特点
轮缘
轮缘
外轨
内轨
FN
外轨对轮缘的弹力可以提供火车转弯的向心力
轮缘
内轨
外轨
当两轨高度相等时，什么力提供火车转弯的向心力？
假如你是设计师，你会如何设计铁路的弯道？
FN
G
外轨
内轨
FN
轮缘
r
r
内轨
外轨
什么力提供火车转弯的向心力？
重力和支持力的合力
真实的铁路弯道的特点
内轨
外轨
特点：内轨低、
外轨高
真实的铁路弯道的特点
内轨
外轨
特点：内轨低、外轨高
假如你是设计师
【思考】你设计了一段半径为r，倾角为θ的弯道
你会如何规定火车转弯的速度？
FN
mg
r
火车转弯的速度和什么有关系？
火车的质量m？弯道的半径？弯道的倾角？
受力分析求解火车转弯的向心力表达式
分类
受 力 分 析 图
分析 结果
<
内外轨对火车
均无侧向压力
外轨道对火车有侧向压力
内轨道对火车有侧向压力
生活中还有哪些圆周运动与火车转弯类似？
请看下图，试着定性分析汽车以最高速度转弯时的受力情况
r
mg
FN
Ff
θ
θ
θ
汽车正以v0的速度行驶，汽车司机发现前方x0处有一排钉子，为了不碰到钉子，司机应该采取刹车的方式还是打急转弯的方式？（假设司机的反应时间t0相同，且只能选择一种方式，地面和汽车之间的动摩擦因数为μ）
提示：画出两种方式的运动轨迹
刹车
转弯
r
总 结
1.明确研究对象，把物体简化为质点
2.分析物体的运动情况，能构建完整的圆周轨迹，并得到物体做圆周运动的圆心位置，半径，线速度，角速度，周期，转速的大小
求得物体所需的向心力大小。
3.分析物体的受力情况，按照重力，弹力，摩擦力的顺序画出物体的受力示意图，并能建立合适的直角坐标系（一条坐标轴沿半径方向）进行正交分解，求得沿半径方向的合力大小（即外界提供的向心力大小）
总 结
受力分析
运动分析
向心力
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