高中物理 5.8 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)課件 新人教版必修2.ppt
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5.8生活中的圓周運(yùn)動(dòng),圓周運(yùn)動(dòng)的基本公式：,,an==ω2r=ωv,回顧,F合,"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,,,一、鐵路的彎道,火車車輪結(jié)構(gòu)圖,問(wèn)題1：火車車輪與鐵軌的構(gòu)造是怎樣的？,問(wèn)題2：在平直軌道上勻速行駛的火車受幾個(gè)力作用？這幾個(gè)力的關(guān)系如何？,,G,FN,外軌對(duì)輪緣的彈力提供向心力,,,.,F,問(wèn)題3：如果火車在水平彎道上轉(zhuǎn)彎，試分析其受力情況及向心力的來(lái)源。,此種方式的缺點(diǎn)是什么？如何解決這一問(wèn)題？,,當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí),火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由G和FN的合力提供,火車受力分析如圖，,,,,,h,,F,L,,,火車規(guī)定的行駛速度,F=mgtanθ=,,(θ較小時(shí)tanθ=sinθ),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(guò)大時(shí)：外側(cè)軌道與輪緣之間有彈力,過(guò)小時(shí)：內(nèi)側(cè)軌道與輪緣之間有彈力,需要輪緣提供額外的彈力滿足向心力的需求,,,二、拱形橋,黃石長(zhǎng)江大橋,瀘定橋,凹形橋,凸形橋,,2.分析汽車的受力情況,1.找圓心,圓心O,3.確定F合即Fn的方向,,4.列方程,注意公式中v用汽車過(guò)橋頂時(shí)的瞬時(shí)速度,情形一：凸形橋,,,Fn,,2.分析汽車的受力情況,1.找圓心,3.確定F合即Fn的方向,4.列方程,注意公式中v用汽車過(guò)橋底時(shí)的瞬時(shí)速度,情形二：凹形橋,,,+,Fn,比較三種橋面受力的情況,,,,,,最高點(diǎn),最低點(diǎn),失重,超重,汽車對(duì)橋面的壓力,例2.一輛質(zhì)量m=2.0t的小轎車，駛過(guò)半徑R=90m的一段圓弧形橋面，重力加速度g=10m／s2．求：(1)若橋面為凹形，汽車以20m／s的速度通過(guò)橋面最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面壓力是多大?(2)若橋面為凸形，汽車以l0m／s的速度通過(guò)橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面壓力是多大?(3)汽車以多大速度通過(guò)凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面剛好沒(méi)有壓力。,假設(shè)宇宙飛船質(zhì)量為M，它在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員質(zhì)量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們?cè)诘孛嫔系闹亓Γ嚽笞搶?duì)宇航員的支持力．此時(shí)飛船的速度多大?通過(guò)求解．你可以得出什么結(jié)論?,三、航天器中的失重現(xiàn)象,,此時(shí)航天員處于完全失重狀態(tài)。,解：以宇宙飛船和航天員為整體，根據(jù)牛頓第二定律,有：,,FN,再對(duì)航天員進(jìn)行分析，可得：,思考：1、航天器在起動(dòng)上升時(shí)，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？2、航天器在軌道正常運(yùn)行時(shí)，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？,（1）航天器加速上升時(shí),,,（2）航天器正常運(yùn)行時(shí)，航天員受到地球引力和飛船坐艙的支持力合力提供向心力,,下載提示(請(qǐng)認(rèn)真閱讀)
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