6.4生活中的圓周運動

6.4生活中的圓周運動

1.向心力的來源？2.向心力的大??？可以是幾個力的合力，或者某個力，或者某個力的分力。復習回顧：生活實例：思考：火車為什么會發(fā)生脫軌事故呢？一、火車轉彎鐵軌踏面輪緣GN.F火車車輪有突出的輪緣外軌內軌思考1:火車轉彎時可看做勻速圓周運動，如果火車內外軌道一樣高。火車受哪些力？誰充當向心力？討論：靠這種辦法得到的向心力缺點是什么？一、火車轉彎GFnNθθr思考2:如果火車外軌道比內軌道高?；疖嚳梢圆皇苘壍纻认虻膹椓嗎？思考3：若不受側向軌道的彈力，誰充當向心力?合力在水平向右還是沿斜面向下？一、火車轉彎算一算:質量為m的火車轉彎時，做勻速圓周運動的軌道半徑為r,軌道的傾角為θ，求火車速度多大時對軌道無側向壓力?；疖囖D彎規(guī)定臨界速度:解析：GFnNθθr一、火車轉彎思考:(1)如果v行駛>v臨界,情況如何?(2)如果v行駛<v臨界,情況如何?【拓展】:質量為m的火車轉彎時，做勻速圓周運動的軌道半徑為r,軌道寬L，高度差為h，求火車速度多大時對軌道側向無壓力。NθrGFnhLθ如果火車在轉彎處的速度大于規(guī)定速度，會對哪個軌道有擠壓？如果小于呢？1.速度過大時：2.速度過小時：外側軌道與輪之間有彈力內側軌道與輪之間有彈力GFnNhLθθr思考：公路上的拱形橋是常見的，汽車過橋時，也可以看做圓周運動.為什么凸形橋比凹形橋更普遍呢？二、汽車過拱形橋1.凹形橋

質量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，當汽車通過橋的最低點時，試畫出汽車受力分析圖，哪些力提供了向心力？橋對汽車的支持力多大？mgFNa隨著速度的增大，汽車通過橋的最低點時所受的支持力如何變化？解：mg和FN的合力提供汽車做圓周運動的向心力，由牛頓第二定律得：

由牛頓第三定律得：方向：豎直向下

質量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛，若橋面的圓弧半徑為R，當汽車通過橋的最高點時，試畫出汽車受力分析圖，哪些力提供了向心力？橋對汽車的支持力多大？

mgFNa2.拱形橋解：mg和FN的合力提供汽車做圓周運動的向心力，由牛頓第二定律得：方向：豎直向上（3）當FN=0時（1）

當v=0時，FN=？（2）當v↑時，FN？

（4）當時汽車做什么運動？（5）此時人和座位之間有沒有壓力呢？討論：（最高點）mgFN如果把拱橋半徑增大，增大到6400km，此時汽車以多大速度才能脫離橋面？人和座位之間有沒有壓力?思考與討論：三、航天器中的失重現象四、離心運動1.離心運動：做圓周運動的物體，在提供的向心力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動。2.物體作圓周運動的條件F=若“提供”≠“需要”？“提供”=“需要”四、離心運動3.物體作離心運動的條件：F提供<F需要F提供=F需要F提供=0

F提供

＜F需要

F提供＞F需要

圓周近心切線離心四、離心運動1．如圖所示，鐵路在彎道處的內外軌道高低是不同的，已知內外軌組成的軌道平面與水平面的夾角為θ，彎道處的圓弧半徑為R，若質量為m的火車以速度v通過某彎道時，內外軌道均不受側壓力作用，下面分析正確的是（）A．B．若火車速度大于v時，火車將受到外軌側壓力作用，其方向平行軌道平面向外C．為解決火車高速轉彎時外軌受損這一難題，可以適當增大彎道半徑或適當增加內外軌的高度差D．無論火車以何種速度行駛，對內側軌道都有壓力C2．如圖甲所示，途中火車要進入某半徑為R的彎道，火車在軌道上的的截面圖如圖乙所示。已知兩軌間寬度為L，彎道內外軌高度差是h，重力加速度為g。若火車轉彎時輪緣與鐵軌間恰好無作用，則此時火車的速度為（）A． B． C． D．C3．如圖，某公路急轉彎處是一圓弧，當汽車行駛的速率為vc時，汽車恰好沒有向公路內外兩側滑動的趨勢。則當汽車在該彎道處（?）A．車速低于vc時，車輛就向內側滑動B．車速高于vc時，車輛就向外側滑動C．路面結冰時，與未結冰時相比，vc的值變小D．路面結冰時，與未結冰時相比，vc的值不變D4．如圖所示是游樂場里過山車，若過山車經過A、B兩點速率相同，則過山車（）A．在A點時處于失重狀態(tài)B．在B點時處于超重狀態(tài)C．A點的向心加速度小于B點的向心加速度D．在B點時乘客對座椅的壓力可能為零D5．如圖所示，汽車越野賽的一段賽道，一質量為m的汽車以相同水平速度先后通過a、b、c三處時，受到路面的支持力分別為Fa、Fb、Fc，且a處圓弧半徑大于c處圓弧半徑，重力加速度為g則（）A．Fa

=mgB．Fb

>mgC．Fc

<mg

D．汽車通過a、c處時，a處更容易爆胎C6．如圖所示，小物體位于半徑為R的半球頂端，若給小物體一水平初速度v0，小物體對球頂恰好無壓力，不計空氣阻力，重力加速度為g，則此時（）A．物體開始沿球面下滑 B．物體的初速度為v0＝C．物體落地時的水平位移為2R D．物體落地時速度方向與水平地面成30°角B7．如圖所示，地球可以看做一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球半徑。地面上有一輛汽車在行駛，下列說法正確的是（）A．汽車速度越大，地面對它的支持力就越大B．汽車速度大到一定程度時，地面對車的支持力可以為零C．汽車以某一速度脫離地面時，汽車不再受到重力的作用D．汽車以某一速度脫離地面時，駕駛員感覺到處于超重狀態(tài)B8．鏈條一端系著鉛球，另一端被人握住然后在光滑水平桌面上高速轉動。如果保持轉動的半徑不變，而將轉速變?yōu)樵瓉淼膬杀?。當鉛球轉到A點時，如右圖所示，此人松手。請問鉛球接下去以圖中哪個軌跡飛出？（）A．軌跡a B．軌跡b C．軌跡c D．軌跡dB9．如圖所示是摩托車比賽轉彎時的情形．轉彎處路面常是外高