物理必修二生活中的圓周運(yùn)動(dòng)1ppt課件
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8生活中的圓周運(yùn)動(dòng),知識(shí)回顧,物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),受力有何共同點(diǎn) 物體要受到指向圓心的向心力 向心力的特點(diǎn) 方向:總是指向圓心 大?。?分析做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力情況,,,提供向心力,受力分析,Ff,FN+mg,F,“供需”平衡 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心力公式的理解,從“供” “需”兩方面研究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,,賽道的設(shè)計(jì),實(shí)例研究1——火車過彎,火車以半徑R= 300 m在水平軌道上轉(zhuǎn)彎,火車質(zhì)量為8×105kg,速度為30m/s。鐵軌與輪之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25。,,,設(shè)向心力由軌道指向圓心的靜摩擦力提供,代入數(shù)據(jù)可得: Ff=2.4×106N,但軌道提供的靜摩擦力最大值: Ff靜m=μmg=1.96×106N,,,“供需”不平衡,如何解決?,研究與討論,1、請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案讓火車沿軌道安全通過彎道?,實(shí)際火車與軌道設(shè)計(jì)中, 利用輪緣可增加小部分的向心力; 墊高外軌可增加較多的向心力。,2、最佳方案,火車以半徑R= 900 m轉(zhuǎn)彎,火車質(zhì)量為8×105kg ,速度為30m/s,火車軌距l(xiāng)=1.4 m,要使火車通過彎道時(shí)僅受重力與軌道的支持力,軌道應(yīng)該墊的高度h? (θ較小時(shí)tanθ=sinθ),,,,θ,,由力的關(guān)系得:,由向心力公式得:,由幾何關(guān)系得:,解:,=0.14m,研究與討論,3、若火車速度與設(shè)計(jì)速度不同會(huì)怎樣?,外側(cè),內(nèi)側(cè),,,,θ,過大時(shí): 外側(cè)軌道與輪之間有彈力,過小時(shí): 內(nèi)側(cè)軌道與輪之間有彈力,需要輪緣提供額外的彈力滿足向心力的需求,4、若火車車輪無輪緣,火車速度過大或過小時(shí)將向哪側(cè)運(yùn)動(dòng)?,,過大時(shí):火車向外側(cè)運(yùn)動(dòng) 過小時(shí):火車向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng),,向心、圓周、離心運(yùn)動(dòng),“供”“需”是否平衡決定物體做何種運(yùn)動(dòng),供,提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)的力,需,物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的力,F=,F,F,,,,列車速度過快,造成翻車事故,,實(shí)例研究2——過拱橋,1、汽車過拱橋是豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的典型代表 2、研究方法與水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)相同,,,比較在兩種不同橋面,橋面受力的情況,設(shè)車質(zhì)量為m,橋面半徑為R,此時(shí)速度為v。,,,,,失重,超重,最高點(diǎn),最低點(diǎn),研究與討論,1、若速度過快,汽車做何種運(yùn)動(dòng)?,,提供的向心力不足,做離心運(yùn)動(dòng),離開橋面做平拋運(yùn)動(dòng),,2、有無可能做這樣的運(yùn)動(dòng)?若可能應(yīng)滿足怎樣的條件?,過山車,水流星,研究圓周運(yùn)動(dòng)的要點(diǎn),從“供”“需”兩方面來進(jìn)行研究 “供”——分析物體受力,求沿半徑方向的合外力 “需”——確定物體軌道,定圓心、找半徑、用公式,求出所需向心力 “供”“需”平衡做圓周運(yùn)動(dòng),練習(xí)2 飛車走壁,摩托車飛車走壁,請(qǐng)分析受力情況,解釋現(xiàn)象,練習(xí)3,如圖為過山車軌道的一部分,若要使車廂能安全通過圓形軌道,車廂應(yīng)從多高處釋放?不計(jì)一切摩擦與阻力。,,,,,R,,,,,h?,實(shí)際火車車輪與鐵軌模型,,,2、優(yōu)點(diǎn),1、做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力由哪些力提供?,摩擦力、輪緣與鐵軌間的彈力的合力提供,3、缺點(diǎn),結(jié)構(gòu)簡單,便于實(shí)現(xiàn),輪緣與鐵軌有擠壓,車輪與鐵軌都有磨損,墊高外軌,利用支持力的分力提供一部分向心力,達(dá)到“供需”平衡。,2、優(yōu)點(diǎn),1、做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)向心力由哪些力提供?,3、缺點(diǎn),可以減少對(duì)摩擦力的需要,需要改造鐵路,設(shè)計(jì)施工難度大,討論,3、若汽車沿圓弧橋面從頂端下滑,分析汽車的運(yùn)動(dòng)情況。,,分析:由物體重力及支持力沿半徑方向的合外力提供向心力,若車速度過快,車會(huì)離開橋面做斜下拋運(yùn)動(dòng),即將離開時(shí)FN=0,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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