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(共29张PPT)
6.4
生活中的圆周运动
思考与讨论：
在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗？
火车转弯脱轨的原因是什么？
超速
严禁超速
火车为什么会发生脱轨事故呢？
一、火车转弯
1.车轮构造：
轮缘
轮缘
G
N
.
F
外轨
内轨
思考1：火车转弯时可看做匀速圆周运动，如果火车内外轨道一样高。火车受哪些力？谁充当向心力？
靠这种办法得到的向心力缺点是什么？
一、火车转弯
2.原因分析：
外轨
内轨
F
轮缘
G
Fn
N
θ
θ
r
思考2：如果火车外轨道比内轨道高。火车可以不受轨道侧向的弹力F吗？
思考3：若不受侧向轨道的弹力，谁充当向心力
合力在水平向右还是沿斜面向下？
一、火车转弯
一、火车转弯
3.临界速度：
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
思考与讨论：
高速公路转弯处和场地自行车比赛的赛道，路面往往有一定的倾斜度，说说这样设计的原因。
1.水平路面转弯
(1)向心力：自行车侧向所受的静摩擦力。
(2)临界速度：
FN
mg
Ff
2.外高内低路面转弯
(1)向心力：重力和支持力的合力。
(2)临界速度：
N
Fn
mg
θ 为赛道斜面与水平面的夹角
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
思考与讨论：公路上的拱形桥是常见的，为什么拱形桥比凹形桥更普遍呢？
二、汽车过拱形桥
凹形桥
拱形桥
观看实验视频，你能解释视频中的实验现象吗？
汽车过拱形桥时的运动也可以看作圆周运动。质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为 r，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。
O
r
桥对车的支持力：
车对桥的压力：
由此可得，汽车对桥的压力FN′小于汽车所受的重力G，而且汽车的速度越大，汽车对桥的压力越小。
二、汽车过拱形桥
拱形桥面
汽车过拱形桥时的运动也可以看作圆周运动。质量为m的汽车在拱形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为 r，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。
O
r
当桥对车的支持力FN刚好等于零时，即此时车刚刚离开桥面，有：
二、汽车过拱形桥
此后车离开桥面，做平抛运动，直至落回水平地面。
拱形桥面
二、汽车过拱形桥
拱形桥面
地球可以看作一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径R（约为 6400 km）。地面上有一辆汽车在行驶，所受重力G ＝ mg，地面对它的支持力是FN 。根据上面的分析，汽车速度越大，地面对它的支持力就越小。
r
O
FN
G
桥对车的支持力：
车对桥的压力：
二、汽车过拱形桥
拱形桥面
r
O
FN
G
桥对车的支持力：
会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是0？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？驾驶员躯体各部分之间的压力是多少？他这时有什么感觉？
车对桥的压力：
公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形路面，也叫“过水路面”。汽车通过凹形路面的最低点时，车对地面的压力比汽车所受的重力大些还是小些？
O
r
二、汽车过凹形地面
凹形路面
故汽车通过凹形路面的最低点时，车对地面的压力比汽车所受的重力要大一些。
三、航天器中的失重现象
有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，这种说法对吗？
这种说法是错误的，正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动。
思考与讨论：
如果地球对航天器的引力突然消失，那么航天器将做什么运动？
四、离心运动
1.离心运动：做圆周运动的物体，在提供的向心力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。
四、离心运动
2.生活中的离心现象
花式摆盘
3.物体作圆周运动的条件
F
=
若“提供”≠“需要”？
“提供”=“需要”
四、离心运动
4.物体作离心运动的条件：
F提供 < F需要
F提供= F需要
F提供 = 0
F提供 ＜F需要
F提供＞F需要
圆周
近心
切线
离心
四、离心运动
四、离心运动
5.离心运动的应用
离心抛掷
离心脱水
离心分离
离心甩干
四、离心运动
5.离心运动的危害
高速转动砂轮破裂
四、离心运动
5.离心运动的危害
赛车转弯侧滑

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