高一物理向心力與向心加速度

1、 賽車賽車易發(fā)事故點(diǎn)易發(fā)事故點(diǎn)在什么地方？在什么地方？ 水平彎道水平彎道凸形路面凸形路面本節(jié)課內(nèi)容 水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動 豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動（僅限最高點(diǎn)和最豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動（僅限最高點(diǎn)和最底點(diǎn)）底點(diǎn)）水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(火車轉(zhuǎn)彎為例火車轉(zhuǎn)彎為例)觀看圖片 注意觀察注意觀察 鐵軌彎道鐵軌彎道的特點(diǎn)的特點(diǎn) 弊端分析弊端分析火車火車水平轉(zhuǎn)彎水平轉(zhuǎn)彎時情況時情況分析分析 內(nèi)外軌道內(nèi)外軌道 一樣高一樣高FF向心力的來源由外側(cè)軌道對由外側(cè)軌道對車輪輪緣的車輪輪緣的擠擠壓力壓力F提供提供車輪介紹車輪介紹2vFFFmr向合車輪介紹車輪介紹外軌略高于內(nèi)軌外軌略高于內(nèi)軌火車受力

2、火車受力垂直軌道面的支持垂直軌道面的支持力力 NN火車的向心力來源火車的向心力來源由由G和和N的合力的合力提供提供h豎直向下的重力豎直向下的重力 GGFtanFFmg向心力合NhFL如圖示如圖示 知知 h , L,轉(zhuǎn)彎半轉(zhuǎn)彎半徑徑R,車輪對內(nèi)外軌都無車輪對內(nèi)外軌都無壓力壓力,質(zhì)量為質(zhì)量為m的火車運(yùn)的火車運(yùn)行的速率應(yīng)該多大行的速率應(yīng)該多大?火車拐彎應(yīng)以規(guī)定速度行駛火車拐彎應(yīng)以規(guī)定速度行駛例題例題FF合向2vRm g t a n= mtanhLtan/vgRgRh L火車行駛速率火車行駛速率vv規(guī)定規(guī)定 當(dāng)火車行駛速率當(dāng)火車行駛速率vv規(guī)定規(guī)定時，時， 當(dāng)火車行駛速率當(dāng)火車行駛速率vv規(guī)定規(guī)定時，

3、時，GNN火車行駛速率火車行駛速率vv規(guī)定規(guī)定時時GNN 外軌對輪緣有側(cè)壓力外軌對輪緣有側(cè)壓力；內(nèi)軌對輪緣有側(cè)壓力。內(nèi)軌對輪緣有側(cè)壓力。2tanvFmFmgR向心力合學(xué)生練習(xí)學(xué)生練習(xí) 質(zhì)量質(zhì)量 m=100t的火車在軌道上行駛的火車在軌道上行駛,火車內(nèi)火車內(nèi)外軌連線與水平面夾角為外軌連線與水平面夾角為370 .彎道半徑彎道半徑R=30m. (1)當(dāng)火車的速度當(dāng)火車的速度v1=10m/s時時,軌道何處受側(cè)壓軌道何處受側(cè)壓力力?方向如何方向如何? (2)當(dāng)火車的速度當(dāng)火車的速度v2=15m/s時時,軌道何處受側(cè)壓軌道何處受側(cè)壓力力?方向如何方向如何? (3)當(dāng)火車的速度當(dāng)火車的速度v3=20m/s時

4、時,軌道何處受側(cè)壓軌道何處受側(cè)壓力力?方向如何方向如何?思維拓展及應(yīng)用思維拓展及應(yīng)用 你觀察過高速公路轉(zhuǎn)彎處的路面情況嗎你觀察過高速公路轉(zhuǎn)彎處的路面情況嗎? 高速公路轉(zhuǎn)彎處也是外高內(nèi)底高速公路轉(zhuǎn)彎處也是外高內(nèi)底（并且超車道比主車道更加傾斜）（并且超車道比主車道更加傾斜） 山區(qū)鐵路彎道過多，火車能否大面積提速？山區(qū)鐵路彎道過多，火車能否大面積提速？賽車影片中，若減少水平彎道處事故，你賽車影片中，若減少水平彎道處事故，你怎樣設(shè)計轉(zhuǎn)彎處的路面怎樣設(shè)計轉(zhuǎn)彎處的路面?海南汽車試驗(yàn)場海南汽車試驗(yàn)場豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動（最高點(diǎn)和最底點(diǎn)（最高點(diǎn)和最底點(diǎn))(汽車過橋?yàn)槔囘^橋?yàn)槔?實(shí)例分析實(shí)例

5、分析一、一、汽車過橋汽車過橋123N汽車通過橋最高點(diǎn)時，汽車通過橋最高點(diǎn)時，車對橋的壓力車對橋的壓力以以“凸形橋凸形橋”為例分析：為例分析：1、分析汽車的受力情況、分析汽車的受力情況N2、找圓心、找圓心3、確定、確定F合合即即F向心力向心力的方向。的方向。4、列方程、列方程N(yùn)GF合合= G-NFF合向心力2vGNmR2vNGmR2vNNG mR壓力 學(xué)生分析汽車通過最底點(diǎn)時車學(xué)生分析汽車通過最底點(diǎn)時車對橋?qū)?(過水路面過水路面)的壓力的壓力 2vNGmr小結(jié)小結(jié):比較三種橋面受力的情況比較三種橋面受力的情況 （超重？（超重？ 失重？）失重？）2vNGmGr2vNGmGrN=Gvg R影片中賽

6、車通過凸起的路面時，若減少事故，你影片中賽車通過凸起的路面時，若減少事故，你能否求出賽車在最高點(diǎn)的能否求出賽車在最高點(diǎn)的最大最大速度？速度？你的思路是？你的思路是？2vGmr思考與討論思考與討論 地球可以看做一個巨大的拱形橋。汽車沿地球可以看做一個巨大的拱形橋。汽車沿南北行駛，不斷加速。請思考：會不會出南北行駛，不斷加速。請思考：會不會出現(xiàn)這樣的情況?，F(xiàn)這樣的情況。 速度大到一定程度時，地面對車的支持力速度大到一定程度時，地面對車的支持力是是0？此時汽車處于什么狀態(tài)？駕駛員與座？此時汽車處于什么狀態(tài)？駕駛員與座椅間的壓力是多少？駕駛員軀體各部分間椅間的壓力是多少？駕駛員軀體各部分間的壓力是多少？駕駛員此時可能有什么感的壓力是多少？駕駛員此時可能有什么感覺？覺？課后作業(yè)課后作業(yè)汽車速度增大汽車速度增大v思維拓展思維拓展書面作業(yè)書面作業(yè) 教材教材 P77 3、6飛車走壁飛車走壁 (海南汽車試驗(yàn)場海南汽車試驗(yàn)場)海南汽車試驗(yàn)場內(nèi)環(huán)境優(yōu)美，花香鳥語，各種試驗(yàn)道路縱橫交錯，形成一道獨(dú)特的風(fēng)景線。其中，高速性能試驗(yàn)跑道尤為特別，它全長6公里，是我國最長的高速試車道， 南北兩個環(huán)道有如兩個環(huán)型墻壁繞成一圈，跑道兩邊高差達(dá)5米多，有兩層樓高，路面與地平面的夾角成43度多，當(dāng)汽車在上面駕駛時，有如飛車走壁一般，真叫人驚嘆不已。 有機(jī)