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6.4生活中的圆周运动提供物体做圆周运动的力物体做圆周运动所需的力物体作圆周运动的条件从“供” “需”两方面研究生活中做圆周运动的，由物体受力情况决定由物体的运动情况决定F=物体做圆周运动本节课牛顿第二定律F=ma的应用第一课时 生活中的圆周运动
车在转弯时的向心力由哪个力提供 一、水平面内的圆周运动1、铁路的弯道生活中的圆周运动◆圆周运动(Circular motion)铁路的弯道火车车轮的构造火车车轮有突出的轮缘1、铁路转弯：FNFG1、铁路的弯道生活中的圆周运动◆圆周运动(Circular motion)(1)内外轨道一样高时转弯火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力.外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向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,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损坏铁轨.怎么办 1、铁路转弯：解决办法:铁路的弯道处外轨高于内轨设车轨间距为L，两轨间高度差为h，转弯半径为r，火车的质量为m。求火车转弯时速度v0为多大轮缘对铁轨的侧压力正好为零此为火车转弯时的规定（设计）速度思考：（1）如果v行使＞v0,情况如何？（2）如果v行使＜v0,情况如何？当v=v0时：当v>v0时：当v<v0时：轮缘不受侧向压力,最安全的转弯速度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。F弹F弹1、铁路转弯：铁路弯道处超速是火车脱轨和翻车的主要原因2.汽车转弯2.汽车转弯小练习：小汽车经过弯道时可视为圆周运动，已知小汽车的质量为2000kg，轮胎与路面间最大静摩擦为1.4×104N，弯路的半径为63m，如果车速达到72km/h，这辆车会不会发生侧滑？解法1：求最大车速最大车速v=21m/s实际车速v’=72km/h=20m/sv>v’，所以不会发生侧滑解法2：求实际的向心力所以不会发生侧滑
中国人逢山开路,遇水搭桥,建立了便捷的公路交通网络。桥梁是交通体系中必不可少的组成部分,图片中为我们呈现了拱形桥、凹形桥,还有平直的桥。
二、竖直面内的圆周运动
车在过桥时的向心力由哪个力提供 1、凸形桥生活中的圆周运动
◆圆周运动(Circular motion)
1：汽车过凸形桥
黄石长江大桥
汽车过桥问题
1.求汽车以速度v过半径为r的拱桥最高点时对拱桥的压力？【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：可见汽车的速度越大对桥的压力越小。NG当 时汽车对桥的压力为零。（临界速度）当ｖ大于ｖ临界时，汽车做什么运动？飞离桥面做平抛运动！汽车过凸形桥问题由于加速度ａ竖直向下，属失重现象。m2凹形桥2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？NG【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：可见汽车的速度V越大，对桥的压力越大。由于加速度ａ的方向竖直向上，属超重现象。m汽车过凹形桥问题生活中的圆周运动
◆圆周运动(Circular motion)
汽车过桥问题小结
生活中的圆周运动
◆圆周运动(Circular motion)
汽车过桥问题小结
生活中的圆周运动◆圆周运动(Circular motion)1、有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为40m的拱桥。（1）汽车到达桥顶时的速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？（2）汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥没有压力而腾空？练习2、如图6．8—7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，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、桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力C.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力BC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．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.铁路的弯道1. 向心力的来源:A外轨高于内轨时,重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力B轮缘2转弯处的半径和火车运行速度的条件限制.第二课时思考与讨论　　地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。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零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……思考与讨论一、航天器中的失重现象假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径r，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力mg．试求座舱对宇航员的支持力为零时飞船的速度多大 通过求解，你可以判断此时的宇航员处于什么状态（超重或失重）。航天器中的失重现象
对航天器(质点):绕地球做圆周运动重力提供向心力:
由此可以得出
宇航员处于完全失重状态注意:失重不是失去重力!需要的向心力等于其重力，说明当他以此速度运动时，宇航员与座椅之间没有挤压。二 、离心运动F１=0FF２绳栓着小球在水平面做匀速圆周运动时，小球所需的向心力由形变的绳产生的弹力提供。若m、r、ω一定，向心力F向=mω2r。若突然松手，小球将怎样运动？若绳的拉力F小于它做圆周运动的所需的向心力，小球将怎样运动？二 、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。2.物体作离心运动的条件：Fn< F需向思考问题？Fn= F需向做什么运动？Fn= 0做什么运动？Fn＜F需向做什么运动？Fn＞F需向做什么运动？圆周近心切线离心用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内3.离心运动的利用离心制管技术4.离心运动的防止：1）在水平公路上行驶的汽车转弯时υF < mυr2F汽车在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。2）高速转动的砂轮、飞轮等向心、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>向心运动小结一、航天器中的失重现象重力提供自身做圆周运动向心力二、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

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