復(fù)習(xí)提問(wèn)：1.物體為什么可以做圓周運(yùn)動(dòng)？2.向心力有什么作用？3.怎樣計(jì)算向心力？向心力Fn與V垂直，只改變v的方向，使之繞圓心O轉(zhuǎn)動(dòng)。4.向心力怎么來(lái)的？合力的分力效果6.4生活中的圓周運(yùn)動(dòng)汽車(chē)在水平地面上轉(zhuǎn)彎是什么力提供向心力的呢?OmgFNf一、汽車(chē)轉(zhuǎn)彎汽車(chē)在水平路面上轉(zhuǎn)彎所需要的向心力來(lái)源:汽車(chē)側(cè)向所受的靜摩擦力。例1、一輛質(zhì)量為1.5t的汽車(chē)以36km/h的速度通過(guò)半徑為50m的水平彎道時(shí)所受到的側(cè)向摩擦力是多少？(設(shè)汽車(chē)輪胎和水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.25)OmgFNf當(dāng)汽車(chē)轉(zhuǎn)彎的半徑一定時(shí),汽車(chē)的速度v越大,所需的向心力也越大,靜摩擦力也越大,當(dāng)靜摩擦力為最大靜摩擦力時(shí):

當(dāng)汽車(chē)沿圓周轉(zhuǎn)彎時(shí),存在一個(gè)安全通過(guò)的最大速度,如果超過(guò)了這個(gè)速度,汽車(chē)將發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象。改進(jìn)措施:(1)增大轉(zhuǎn)彎半徑;(2)增加路面的粗糙程度請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)汽車(chē)安全通過(guò)彎道的方案賽道及公路彎道有什么特點(diǎn)？為什么要這樣設(shè)計(jì)？

路面是傾斜的

外高內(nèi)低例2、在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車(chē)向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的高一些，路面與水平面間的夾角為θ，設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車(chē)速為v時(shí)車(chē)輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零，tanθ應(yīng)等于多少？㎎FNθF合θ若轉(zhuǎn)彎時(shí)車(chē)速略超過(guò)規(guī)定速度時(shí)，受力情況怎樣？O輪緣二、火車(chē)轉(zhuǎn)彎1、車(chē)輪的結(jié)構(gòu)2、如果火車(chē)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。

火車(chē)受重力、支持力和輪緣與外軌擠壓產(chǎn)生的彈力，向心力由輪緣與外軌擠壓產(chǎn)生的彈力提供。F如：火車(chē)以半徑R=300m在水平軌道上轉(zhuǎn)彎，火車(chē)質(zhì)量為8×105kg，速度為30m/s，需要多大的向心力？相當(dāng)于240噸的物體產(chǎn)生的重力輪緣與外軌擠壓產(chǎn)生的巨大彈力容易損毀鐵道設(shè)施，發(fā)生安全事故。3、實(shí)際中的鐵路彎道是如何設(shè)計(jì)的？為什么要這樣設(shè)計(jì)？

在轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌火車(chē)轉(zhuǎn)彎做圓周運(yùn)動(dòng)的圓在水平面上還是在斜面上？當(dāng)鐵軌對(duì)輪緣沒(méi)有擠壓時(shí)重力與支持力的合力提供向心力，此時(shí)火車(chē)的速度為多少？3、實(shí)際中的鐵路彎道是如何設(shè)計(jì)的？為什么要這樣設(shè)計(jì)？

O㎎FNF合θ安全速度例3、火車(chē)以半徑R=900m轉(zhuǎn)彎，火車(chē)質(zhì)量為8×105kg，速度為30m/s，火車(chē)軌距L=1.4m，要使火車(chē)通過(guò)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？（α較小時(shí)tanα=sinα）㎎FNF合α(1)

當(dāng)v=v0時(shí)：(2)

當(dāng)v>v0時(shí)：(3)

當(dāng)v<v0時(shí)：輪緣不受側(cè)向壓力;輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力;輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力。F彈F彈2018年12月8日，韓國(guó)高鐵脫軌合力F物體維持圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力Fn=mω2r三、離心和近心運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)離心運(yùn)動(dòng)近心運(yùn)動(dòng)供需三、離心運(yùn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力時(shí)，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)就叫離心運(yùn)動(dòng)。1、定義：2、本質(zhì)：慣性的表現(xiàn)3、應(yīng)用：離心干燥機(jī)、洗衣機(jī)脫水桶、離心制管技術(shù)等實(shí)例離心運(yùn)動(dòng)的危害高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等，都不得超過(guò)允許的最大轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，砂輪、飛輪內(nèi)部分子間的相互作用力不足以提供所需的向心力，離心運(yùn)動(dòng)會(huì)使它們破裂，釀成事故。

同學(xué)們體會(huì)過(guò)乘車(chē)奔馳在高低不平的丘陵地帶探險(xiǎn)的滋味嗎？你現(xiàn)在正處于A或B地，有何感覺(jué)？四、汽車(chē)過(guò)橋1、汽車(chē)過(guò)拱橋例1、有一輛質(zhì)量為800kg的小汽車(chē)駛上圓弧半徑為50m的拱橋。（g=10m/s2）（1）汽車(chē)到達(dá)橋頂時(shí)的速度為5m/s，汽車(chē)對(duì)橋的壓力是多大？（2）汽車(chē)以多大的速度經(jīng)過(guò)橋頂時(shí)便恰好對(duì)橋沒(méi)有壓力而騰空？mgFNOrfF失重（3）汽車(chē)對(duì)地面的壓力過(guò)小是不安全的。因此從這個(gè)角度講，汽車(chē)過(guò)橋時(shí)的速度不能過(guò)大，對(duì)于同樣的車(chē)速，拱橋圓弧的半徑大些比較安全還是小些比較安全？問(wèn)題：當(dāng)汽車(chē)在最高點(diǎn)對(duì)橋的壓力為0時(shí)，汽車(chē)的速度是多大？這又是一種怎樣的狀態(tài)？此時(shí)人對(duì)座椅的壓力是多大？從該時(shí)刻以后，汽車(chē)將做什么運(yùn)動(dòng)？還能沿橋面做圓周運(yùn)動(dòng)下橋嗎？完全失重狀態(tài)

人對(duì)座椅的壓力也是0，人也處于完全失重狀態(tài)汽車(chē)將做平拋運(yùn)動(dòng)，不能沿橋面下橋了

（4）如果拱橋的半徑增大到與地球半徑R一樣，汽車(chē)要在地面上騰空，速度要多大？（已知地球半徑為6400km）此時(shí)，駕駛員與座椅間的壓力為多大？駕駛員處于什么狀態(tài)？G人對(duì)座椅的壓力也是0，人也處于完全失重狀態(tài)該情景其實(shí)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，不過(guò)不是在汽車(chē)上，而是在航天飛機(jī)中．

你見(jiàn)過(guò)凹形橋嗎?汽車(chē)過(guò)水的路面往往設(shè)計(jì)成凹的，為什么？

拓展:質(zhì)量為m的汽車(chē)以恒定的速率v通過(guò)半徑為r的凹形橋面,如圖所示,求汽車(chē)在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力是多大?當(dāng)汽車(chē)通過(guò)橋最低點(diǎn)時(shí)的速度逐漸增大時(shí)

Fn和FN怎樣變化?超重mgFNOf汽車(chē)過(guò)水的路面往往設(shè)計(jì)成凹的，為什么？比較三種橋面受力的情況五、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)1、水流星例2、小桶裝有質(zhì)量為0.5kg的水做成水流星，已知水流星繩長(zhǎng)0.6m。（g=10m/s2）求：①小桶運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)處的速率至少為多少，水才不掉下來(lái)？②水在最高點(diǎn)的速率為3m/s時(shí)，水對(duì)桶底的壓力大小和方向？例3、乘坐如圖所示游樂(lè)園的過(guò)山車(chē)時(shí)，質(zhì)量為m的人隨車(chē)在豎直平面內(nèi)沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．車(chē)在最高點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險(xiǎn)帶拉住，若沒(méi)有保險(xiǎn)帶，人一定會(huì)掉下去B．人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座位仍可能產(chǎn)生壓力，且壓力不一定小于mgC．人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于mgD．人在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小相同mg活學(xué)活用2：長(zhǎng)為0.5m的輕桿的一端固定在O