生活中的圓周運動

關于生活中的圓周運動第1頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三第八節(jié)生活中的圓周運動第2頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三水流星第3頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三是重力和漏斗壁對小球支持力的合力提供的FGFNAA第4頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三第5頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三第6頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三第7頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三學習目標1、學生通過閱讀知道向心力是圓周運動的物體半徑方向的合力，不管是勻速圓周運動還是變速圓周運動。2、通過視頻展示常見例子，學會分析具體問題中的向心力來源。3、通過練習運用勻速圓周運動規(guī)律分析和處理生活中的具體實例。第8頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三自學指導檢查1.火車轉(zhuǎn)彎處，使外軌__________內(nèi)軌，火車經(jīng)過時支持力方向__________，它與__________力的合力指向__________為火車轉(zhuǎn)彎提供向心力.2.第9頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三火車轉(zhuǎn)彎視頻2問題：火車車輪與鐵軌的構造是怎樣的？輪緣第10頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三GFN第11頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三第12頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三輪緣鐵軌

(軌距)一、鐵路的彎道

1、火車做勻速直線運動和勻速轉(zhuǎn)彎運動狀態(tài)是否相同？第13頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三GFNF彈

2、火車在轉(zhuǎn)彎時，若內(nèi)外軌是相平的，鐵軌如何對火車提供水平方向的向心力？a：此時火車車輪受五個力：重力、支持力、外軌對輪緣的彈力，牽引力，阻力。b：外軌對輪緣的水平彈力提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力。第14頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三

輪緣與外軌間的相互作用力太大，鐵軌和車輪極易受損！

3、外軌對輪緣的水平彈力提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力，這種方法在實際中可取嗎？為什么？

例1、火車速度為30m/s，彎道的半徑R=900m，火車的質(zhì)量m=8×105kg，轉(zhuǎn)彎時輪緣對軌道側向的彈力多大？第15頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三

讓重力和支持力的合力提供向心力，來減少外軌對輪緣的擠壓。FNGoF

4、為了減輕鐵軌的受損程度，你能提出一些可行的方案嗎？第16頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三

例2、若火車質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)彎半徑為r，要求軌道對輪緣無擠壓作用，此時軌道傾角為θ

，請問火車的速度為多大？αFNGFα第17頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三知:當v=v0時：當v>v0時：當v<v0時：輪緣不受側向壓力輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力F彈F彈討論:由第18頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三問題：當火車提速后，如何對舊的鐵路彎道進行改造？內(nèi)外軌的高度差h如何確定？因為角度很小，所以第19頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三汽車在水平面上的轉(zhuǎn)彎:由靜摩擦力提供向心力f靜第20頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三汽車轉(zhuǎn)彎時的措施？把轉(zhuǎn)彎處的道路修成外高內(nèi)低。第21頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三第22頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三摩托車水平面上轉(zhuǎn)彎:GFNf第23頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三問題：有誰知道飛機轉(zhuǎn)彎的向心力是由誰提供的嗎？視頻：氣流的升力、重力。與汽車轉(zhuǎn)彎類似的受力分析第24頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三課堂訓練1．火車在某個彎道按規(guī)定運行速度40m/s轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌對車輪皆無側壓力，若火車在該彎道實際運行速度為30m/s，則下列說法中正確的是(

)A．僅內(nèi)軌對車輪有側壓力B．僅外軌對車輪有側壓力C．內(nèi)、外軌對車輪都有側壓力D．內(nèi)、外軌對車輪均無側壓力A2．一輛賽車以相當高的速度v0進入一較寬的水平圓弧形彎道，設賽車做勻速圓周運動，為了保證順利通過彎道，下列措施可行的是(

)A．靠近彎道內(nèi)側B．靠近彎道外側C．通過彎道中間 D．通過彎道的什么位置均可B第25頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三3．鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的．彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設計不僅與r有關，還與火車在彎道上的行駛速率v有關．下列說法正確的是(

)A．v一定時，r越小則要求h越大B．v一定時，r越大則要求h越大C．r一定時，v越小則要求h越大D．r一定時，v越大則要求h越大AD第26頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三第27頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三自學指導與檢查1.航天器在繞地球做勻速圓周運動時因__________恰好提供向心力故航天器內(nèi)的一切物體均處于__________狀態(tài)，任何關閉了發(fā)動機，又不受阻力的飛行器中都是一個__________的環(huán)境.2.離心運動：如果一個正在做勻速圓周運動的物體在運動過程中，由于某種原因所受合力_______或__________物體就會由于__________遠離__________，這就是離心現(xiàn)象.第28頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三

FN>G，即汽車對橋的壓力大于其所受重力，處于超重狀態(tài)。

2、汽車過凹橋時，在最低點時，車對凹橋的壓力怎樣？視頻3.二、拱形橋

1、汽車靜止在橋上與通過橋時的狀態(tài)是否相同？v第29頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三汽車過凸橋第30頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三

FN<G即汽車對橋的壓力小于其所受重力，處于失重狀態(tài)。

3、汽車過凸橋時，在最高點時，車對凸橋的壓力又怎樣？v第31頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三

當汽車行駛速度越大，汽車對橋面的壓力越小。當時，壓力FN為零。處于完全失重狀態(tài)。

4、汽車過凸橋時，若汽車的運動速度變大，壓力如何變化？第32頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三

1.如下圖所示，汽車的運動能用上面的方法求解嗎？拓展：F牽FNG1G2Gf第33頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三2.地球可以看做一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時，地面對車的支持力為零？這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少？……第34頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三三.航天器中的失重現(xiàn)象在繞地球做勻速圓周運動的宇宙飛船中的宇航員，除了地球引力外，還可能受到飛船座艙對他的支持力FN由得當 時,座艙對他的支持力FN=0,航天員處于完全失重狀態(tài).視頻4第35頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三四、離心運動：視頻4A

做圓周運動的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運動所需向心力時，就做逐漸遠離圓心的運動，這種運動就叫離心運動。返回當F心合=Fn，做圓周運動當F心合=0

或F合<Fn時，做離心運動當F心合>Fn，做向心(近心)運動第36頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三第37頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三3、用離心機把體溫計的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)當離心機轉(zhuǎn)得比較慢時，縮口的阻力F足以提供所需的向心力，縮口上方的水銀柱做圓周運動。當離心機轉(zhuǎn)得相當快時，阻力F不足以提供所需的向心力，水銀柱做離心運動而進入玻璃泡內(nèi)。視頻6第38頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三制作“棉花”糖的原理：

內(nèi)筒與洗衣機的脫水筒相似，里面加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運動，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀到達溫度較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細雪白，像一團團棉花。第39頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三視頻5：汽車轉(zhuǎn)彎翻車:第40頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三

FN>G

二、凹橋小結

一、火車轉(zhuǎn)彎:vFNF合G第41頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三當時，壓力FN為零。航天員處于完全失重狀態(tài)三、凸橋v第42頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三四、

物體做圓周運動要滿足什么條件？當F心合=Fn，做圓周運動當F心合=0

或F心合<Fn時受到的F心合：指向圓心方向的合力圓周運動需要的：當F合>Fn，做向心(近心)運動做離心運動第43頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三1．宇航員在圍繞地球做勻速圓周運動的空間站中處于完全失重狀態(tài)，下列說法正確的是(

)A．宇航員仍受重力的作用B．宇航員受力平衡C．宇航員所受重力等于所需的向心力D．宇航員不受重力的作用AC課堂訓練第44頁，講稿共48頁，2023年5月2日，星期三2．一輛卡車在丘陵地勻速行駛，地形如圖所示，由于輪胎太舊，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段應是(

)A．a(chǎn)處 B．b處C．c處 D．d處D3．質(zhì)量為25kg的小孩坐在秋千板上，秋千板離拴繩的橫梁2.5m．如果秋千板擺動經(jīng)過最低點的速度為3m/s，這時秋千板所受的壓力是多大？(取g＝10m/s2)答案：340N第45頁