2.3勻速圓周運(yùn)動(dòng)的案例分析---物體轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力.ppt

1、2.3勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析（2） -物體的轉(zhuǎn)彎,知識(shí)回顧,物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力有何共同點(diǎn)？ 物體要受到指向圓心的合外力向心力 向心力的特點(diǎn)： 方向：總是指向圓心 大小：,F=mr2,“供需”平衡 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),提供物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的力,物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的力,從“供” “需”兩方面研究 做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,向心力公式的理解,一、汽車轉(zhuǎn)彎 問題1：在水平地面上轉(zhuǎn)彎的汽車， 向心力是（） A.重力和支持力的合力 B.靜摩擦力 C.滑動(dòng)摩擦力 D.重力、支持力、牽引力的合力,背景分析,一、汽車轉(zhuǎn)彎,f靜= F向,G,N,f靜,B,賽道的設(shè)計(jì),G,N,背景分析,F合,F合=,F向 =

2、,mgtan,在傾斜路面上轉(zhuǎn)彎,一、汽車轉(zhuǎn)彎,問題2、如圖拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為V時(shí)車輪與路面之間橫向摩擦力等于零，則應(yīng)為多大？,二、汽車過橋 問題3：如圖所示，汽車以一定的速度經(jīng)過一個(gè)圓弧橋面的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車的受力及汽車對(duì)橋面的壓力情況，以下說法正確的是（） A在豎直方向汽車受到三個(gè)力： 重力、橋面的支持力和向心力 B. 在豎直方向汽車只受兩個(gè)力： 重力和橋面的支持力 C.汽車對(duì)橋面的壓力等于汽車的重力 D.汽車對(duì)橋面的壓力大于汽車的重力,二、汽車過橋,N=mg,問題2：如圖所示，汽車以一定的速度經(jīng)過一個(gè)圓弧橋面的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車的受力及汽車對(duì)橋面的壓力情況，以下說法正確的是

3、（） A在豎直方向汽車受到三個(gè)力： 重力、橋面的支持力和向心力 B. 在豎直方向汽車只受兩個(gè)力： 重力和橋面的支持力 C.汽車對(duì)橋面的壓力等于汽車的重力 D.汽車對(duì)橋面的壓力大于汽車的重力,B,思考與討論：,=mg mv2/r,汽車行駛的速度越大，汽車對(duì)橋的壓力如何變化? 當(dāng)汽車的速度不斷增大時(shí)，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？,當(dāng) 時(shí)，汽車將脫離橋面， 發(fā)生危險(xiǎn)。,汽車過橋時(shí)一般都會(huì)有一個(gè)限速，規(guī)定汽車的速度不能大于這個(gè)限速。,壓力：N=0,三、火車轉(zhuǎn)彎：,1、火車輪子特點(diǎn)：想象、看圖片、觀察模擬器材,2、如果鐵路彎道是水平的，內(nèi)軌受擠壓還是外軌受擠壓？為什么？分析向心力的來源？,向心力由外側(cè)軌道對(duì)車輪

4、輪緣的擠壓力提供.,FN,思考：如果鐵路彎道是水平的，那么火車拐彎時(shí)將會(huì)出現(xiàn)什么情況？,3、火車質(zhì)量大，速度也大，因此在平地上轉(zhuǎn)彎所需的向心力大。外軌長期受到強(qiáng)烈擠壓就會(huì)損壞。你能想辦法改進(jìn)一下嗎？,4、現(xiàn)實(shí)中，鐵路建造完工后，傾斜角和轉(zhuǎn)彎半徑r就已確定，如果要使火車在這個(gè)水平轉(zhuǎn)彎時(shí)鐵軌恰好不受輪緣的擠壓，就可以大大延長使用壽命應(yīng)該調(diào)整火車的行駛速度。請(qǐng)你求出這個(gè)速度v0？,外軌道高于內(nèi)軌道,(,若火車的拐彎處軌道面傾角為，應(yīng)有：,F =,mgtan ,=,當(dāng)v=v0時(shí)：,當(dāng)vv0時(shí)：,當(dāng)vv0時(shí)：,輪緣不受側(cè)向壓力,輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力, 外軌易損壞。,輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力, 內(nèi)軌易損壞。,v0,（r、一定）,飛機(jī)轉(zhuǎn)彎:,G,N,Fn,1、自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)，稍一傾斜就過去了，摩托車轉(zhuǎn)彎傾斜度要大一些。摩托賽車時(shí)轉(zhuǎn)彎，傾斜度更大，幾乎倒在地上。 問：什么力提供向心力？向心力與傾斜度有關(guān)嗎？有何關(guān)系？,五、摩托車轉(zhuǎn)彎,解析：,由地面對(duì)車的靜摩擦力提供車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力。,（1）以車為研究對(duì)象,（2）以人為研究對(duì)象,轉(zhuǎn)彎時(shí)，人隨車一起做圓周運(yùn)動(dòng)，他的向心力由重力和支持力的合力提供。,人的傾斜度越大，傾角越大，向心力