8生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 一 水平面的圓周運(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 總是指向圓心大小 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 觀看影片 注意觀察 賽車易發(fā)事故點(diǎn)在什么地方 水平彎道和凸形路面 本節(jié)課內(nèi)容 水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 僅限最高點(diǎn)和最底點(diǎn) 水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 火車轉(zhuǎn)彎為例 火車水平轉(zhuǎn)彎時(shí)情況分析 內(nèi)外軌道一樣高 由鐵軌彈力f提供 車輪介紹 車輪介紹 實(shí)例研究1 火車過(guò)彎 火車以半徑r 300m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) 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 mg 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(guò)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 火車受力 垂直軌道面的支持力fn 火車的向心力來(lái)源 由g和fn的合力提供 h 實(shí)例研究1 火車過(guò)彎 當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí) 賽道的設(shè)計(jì) fn h f l 如圖所示 已知h l 轉(zhuǎn)彎半徑r 車輪對(duì)內(nèi)外軌都無(wú)壓力 質(zhì)量為m的火車運(yùn)行的速率應(yīng)該多大 火車拐彎應(yīng)以規(guī)定速度行駛 例題 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) 過(guò)大時(shí) 外側(cè)軌道與輪之間有彈力 過(guò)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(wú)輪緣 火車速度過(guò)大或過(guò)小時(shí)將向哪側(cè)運(yùn)動(dòng) 過(guò)大時(shí) 火車向外側(cè)運(yùn)動(dòng)過(guò)小時(shí) 火車向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng) 思維拓展及應(yīng)用 3 你觀察過(guò)高速公路轉(zhuǎn)彎處的路面情況嗎 高速公路轉(zhuǎn)彎處也是外高內(nèi)底 并且超車道比主車道更加傾斜 1 山區(qū)鐵路彎道過(guò)多 火車能否大面積提速 2 賽車影片中 若減少水平彎道處事故 你怎樣設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)彎處的路面 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(guò)快 造成翻車事故 研究圓周運(yùn)動(dòng)的要點(diǎn) 從 供 需 兩方面來(lái)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)1電影片斷中的問(wèn)題 在 頭文字d 中 周杰倫飾演的角色是如何超過(guò)前面的賽車 請(qǐng)用今天所學(xué)的知識(shí)解釋 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 求路面與水平面的夾角 練習(xí)4 最佳方案 火車以半徑r 900m轉(zhuǎn)彎 火車質(zhì)量為8 105kg 速度為30m s 火車軌距l(xiāng) 1 4m 要使火車通過(guò)彎道時(shí)