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(共28张PPT)
6.4 生活中的圆周运动
实例
一、铁路的弯道
思考：在平直轨道上匀速行驶的火车，受哪些力作用？
车轮的构造
【物理与生活】
【物理与生活】
铁路弯道的内外轨一样高
G
N
外轨对轮缘的弹力提供向心力
.
靠这种办法得到的向心力缺点是什么？如何解决这一实际问题？
F
铁路弯道的外轨略高于内轨
mg
FN
α
【方案剖析】
o
F合
转弯规定的标准速度
如果火车在转弯处的速度不等于规定的速度，会发生怎样情况？
【研究与讨论】
火车行驶速率v>v规定
当火车行驶速率v>v规定时
当火车行驶速率vG
N
N′
火车行驶速率vG
N
N′
外轨对轮缘有侧压力
内轨对轮缘有侧压力
列车速度过快,造成翻车甚至脱轨
我国铁路进行了六次大提速，2016年高铁有望实现满速运行，达到350公里/小时。这必将为我国经济腾飞注入新的活力。
【物理与生活】
假设你是一位从事铁路设计的工程师，你认为火车提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造？
假如你是火车司机在火车拐弯时要注意什么？
注意
2、火车转弯时向心力是水平的。
从这个例子我们再一次看出 ：
1、向心力是按效果命名的力。
N
F
假设你是一位从事公路设计的工程师，如何设计盘山公路和高速公路的拐弯路面？
拓展应用
外高内低，超车道比主车道更倾斜。
公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时的运动也可以看做圆周运动。
二、拱形桥
实例
讨论
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，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。
汽车在拱形桥顶端的速度不同，桥对车的支持力有什么变化 ？
失重
公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形桥，也叫“过水路面”。
凹形桥
质量为m的汽车在凹形桥上以速度v前进，设桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最低点时对桥的压力。
超重
处理圆周运动问题的一般步骤：
（1）选取研究对象，受力分析，画出受力分析图；
（2）找出圆周平面，确定圆心和半径；
（3）求出在半径方向的合力，即向心力；
（4）列方程求解。
实验
如果圆周运动的半径为R，速度至少等于多大，水和小球就可以顺利通过最高点？
拓展应用
　　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（约6400km）。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
分析
三、航天器中的失重现象
该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天器中。
如果刚才那辆绕地球飞的“汽车”的速度再加快一点呢？
1、定义：
实例
四、离心运动
做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者合外力不足以提供所需的向心力时，将做逐渐远离圆心的运动，此种运动叫离心运动。
请同学们结合实际，举出物体做离心运动的例子。在这些例子中，离心运动是有益的还是有害的？
交流与讨论
内筒里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，糖汁就做离心运动，从内筒的小孔飞散出去，迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。
离心抛掷
离心脱水
离心分离
离心运动的应用
离心制管
离心运动的防止
如果转弯时速度过大, 汽车将做离心运动而造成交通事故。
如果转速过高, 离心运动会便它们破裂,甚至酿成事故。
《生活中的圆周运动》
一、铁路的弯道
二、拱形桥
三、航天器中的失重现象
四、离心运动

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