曲线运动7.ppt

,人教版,物理,第五章 曲线运动,必修,2,课前 自主学习,第五章,7,生活中的圆周运动,人教版,物理,课堂师生互动,课后演练提升,必修,2,第五章曲线运动,7,生活中的圆周运动,一、铁路的弯道,1,火车转弯时的运动特点,火车转弯时做的是 运动，因而具有向心加速度，需要,2,转弯处内外轨一样高的缺点,如果转弯处内外轨一样高，则由,提供向心力，这样铁轨和车轮极易受损,圆周,向心力,外轨对轮缘的,弹力,3,铁路弯道的特点,(1),转弯处 略高于,(2),铁轨对火车的支持力不是竖直向上的，而是斜向弯道的,(3),铁轨对火车的支持力与火车所受重力的合力指向轨道的 ，它提供了火车做圆周运动所需的,4,由铁路弯道上火车的受力特点说明了向心力是按 命名的力,外轨,内轨,内侧,圆心,向心力,力的作用效果,二、拱形桥,1,汽车过拱形桥时的运动特点,汽车过拱形桥时做圆周运动，所需向心力由,和 提供,重力,支持力,G,F,N,小于,越小,大于,越大,完全失重,阻力,完全失重,四、离心运动,1,定义：在向心力突然消失或合力不足以提供所需要的向心力时，物体 或做,的运动,2,离心运动与受力的关系如图,573.,沿切线方向飞去,远离圆心,1,铁路的弯道是如何设计的？,(1),如图,574,所示，当火车转弯时，设车轨间距为,L,，两轨高度差为,h,，转弯半径为,R,，火车质量为,m,，当火车具有理想速度时，外轨、内轨对车轮恰好无压力作用,3,竖直平面内的圆周运动？,物体在竖直平面内做圆周运动时，通常受弹力和重力两个力的作用，物体做变速圆周运动，我们只研究在最高点和最低点两种情况，具体情况又分为以下两种：,(1),绳约束模型,绳约束模型有两种情况：,4,如何理解离心运动？,(1),物体做离心运动的条件：做圆周运动的物体，一旦提供向心力的外力突然消失，或者合外力不能提供足够的向心力时，物体做远离圆心的运动，即离心运动,(2),离心运动的受力特点：物体做离心运动并不是物体受到离心力作用，而是由于合外力不能提供足够的向心力所谓,“,离心力,”,也是由效果命名的，实际并不存在,【,解析,】,本题考查利用圆周运动知识解决实际问题的能力若火车在转弯时不受轨道挤压，火车所受的重力和轨道对火车的支持力的合力提供向心力，同时还应该注意火车转弯平面是水平面,【,答案,】,0.195 m,应用,11,质量为,100 t,的火车在轨道上行驶，火车内外轨连线与水平面的夹角为,37,，如图,5713,所示，弯道半径,R,30 m,，重力加速度,g,取,10 m/s,2,，求：,(1),当火车的速度为,v,1,10 m/s,时，轨道受到的侧压力多大？方向如何？,(2),当火车的速度为,v,2,20 m/s,时，轨道受到的侧压力多大？方向如何？,题型二汽车过拱桥问题,【,例,2,】,一辆质量为,4 t,的汽车驶过一半径为,50 m,的凸形桥面时，始终保持,5 m/s,的速率，汽车所受的阻力为车与桥面压力的,0.05,倍，通过桥的最高点时汽车的牵引力是多大？,(,g,取,10 m/s,2,),汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为,20 m,如果桥面承受的压力不得超过,3.0,10,5,N,，则：,(1),汽车允许的最大速度是多少？,(2),若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？,(,g,取,10 m/s,2,),题型三竖直平面内圆周运动问题,【,例,3,】,绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量,m,0.5 kg,，绳长,l,60 cm,，求：,(1),在最高点时水不流出的最小速率；,(2),水在最高点速率,v,3 m/s,时，水对桶底的压力,应用,31,如图,5717,所示，一光滑的半径为,R,的半圆形轨道放在水平面上，一个质量为,m,的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口飞出时，轨道的压力恰好为零，则小球落地点,C,距,A,处多远？,题型四离心运动问题,【,例,4,】,下列关于离心现象的说法正确的是,(,),A,当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象,B,做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做背离圆心的圆周运动,C,做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将沿切线做直线运动,D,做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时，它将做曲线运动,【,解析,】,向心力是按效果命名的做匀速圆周运动的物体所需要的向心力，是由它所受的某个力或几个力的合力提供的因此，它并不受离心力的作用它之所以产生离心现象是由于,F,合,F,向,0.05 r/s,，则有,F,N,m,2,r,，,2,n,解得,F,N,mg,，即有超重的感觉,答案：,0.05 r/s,有超重的感觉,课时作业,7,