人教版（2003）高中物理必修二第五章曲线运动——生活中的圆周运动（课件）

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你乘坐过山车到达最高点的时候，会不会担心自己掉下来呢？火车弯道处路基为什么要设计成倾斜的呢？很多桥为什么要设计成拱形呢？赛道为什么这样设计? 实例研究1——火车转弯第七节生活中的圆周运动内轨外轨弯道截面图弯道俯视图实例研究1——火车转弯如图，火车以半径R=300m在水平轨道上转弯，火车质量为8×105kg，速度为30m/s。求：火车转弯过程需要的向心力。（注：为确保安全，铁轨与轮缘之间的最大弹力不得超过2.0×106N）。O解：设向心力由外侧轨道指向圆心的弹力提供代入数据可得：F=2.4×106N但外侧轨道提供的弹力最大值：Fm=2.0×106N“供需”不平衡，后果怎样？如何解决？FNFmg 弯道铁轨水平时“后果”：1、向心力由外轨对轮缘的弹力F提供；由F=mv2/r得：r一定时，m,v越大，挤压作用越大，铁轨和轮缘极易损坏。2、还有可能发生事故……2 列车速度过快，容易发生事故如何解决呢？ 2、最佳方案火车以半径R=900m转弯，火车质量为8×105kg，火车轨距l=1.4m，轨道垫的高度h=0.14m，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，则火车速度应该为多少？（θ较小时tanθ=sinθ）FNmgFθh解：由力的关系得：由向心力公式得：由几何关系得：L这样设计能确保安全吗?若火车速度与设计速度不同会怎样？研究与讨论若火车速度与设计速度不同时需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求外侧内侧Fθ过大时：即外侧轨道与轮之间有弹力过小时：即内侧轨道与轮之间有弹力FN`FN`过大时：火车向外侧运动过小时：火车向内侧运动FNmg离心向心向心、圆周、离心运动“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的力需物体做匀速圆周运动所需的力F=F<F>匀速圆周运动离心运动向心运动实例研究2——过拱桥学习建议:1、汽车过拱桥是竖直面内圆周运动的典型代表2、研究方法与水平面内圆周运动相同比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。GFNGFN’失重超重aa最高点最低点研究与讨论1、若速度过快，汽车做何种运动？提供的向心力不足，做离心运动，离开桥面做平抛运动2、有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？(过山车问题）GFN （4）列已知条件，根据向心力公式求解物体的受力情况或运动情况。小结（1）明确研究对象，找出对象做圆周运动的圆心和半径；（2）对研究对象进行受力分析；（3）分析研究对象做圆周运动的向心力来源；向心力来源：①做匀速圆周运动的物体：合外力提供向心力，即F合=F向②非匀速圆周运动的物体：沿半径方向的合力提供向心力，即F合（沿半径）=F向。★解决圆周运动问题的一般步骤：课后作业：1、写作业本：课本第30页3、(1)(2)两问。2、课外作业：活页作业（六）。

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所属：高中 | 物理

发布时间：2022-01-14 09:04:38 页数：17

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