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课件网) 第六章 圆周运动 6.4 生活中的圆周运动 提供物体做圆周运动的力 做圆周运动的物体所需的力 从“供” “需”两方面研究生活中做圆周运动的物体 由物体受力情况决定 由物体的运动情况决定 = “供需”平衡 物体做匀速圆周运动 本节课 牛顿第二定律F=ma的应用 向心力公式深化理解 1、火车转弯是什么力提供向心力？ 思 <1> 火车车轮构造 铁轨 踏面 轮缘 O <2> 内轨，外轨一样高时，什么力提供火车所需的向心力？ 外轨 内轨 <3>火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大。挤压的后果会怎样 铁路的弯道———外轨高于内轨 <1>轨迹圆心在哪？ <2>如何适当选择内外轨高度差？ <3>如何增大弯道的设计速度？ <4>若火车的速度大于或小于这个设计速度时，是否会发生危险？ (1)、当火车行驶速率 时，Fn=F合，内外轨道都不受挤压，对两轮缘都没有压力 (3)、当火车行驶速率 时， Fn=F合-F侧，内轨道受到挤压对轮缘有侧压力 (2)、当火车行驶速率 时，Fn=F合+F侧，外轨道受到挤压对轮缘有侧压力 在实际生活中，铁路修好后θ（h、L）、r是确定的，所以火车转弯的安全速度也为定值 F合＝mg tanθ 总 结 西班牙超速列车脱轨事件 O mg FN f 汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢 汽车转弯 汽车在水平路面上转弯所需要的向心力来源:汽车侧向所受的静摩擦力。 当汽车转弯的半径一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也越大,静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩擦力时: 由此可见:当汽车转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。 改进措施: (1)增大转弯半径 (2)增加路面的粗糙程度 (3)最重要的一点:司机应该减速慢行! (4)增加路面高度差———外高内低 汽车转弯时的措施： 把转弯处的道路修成外高内低。（高速路和赛道） G FN F向 Fn 飞机转弯:类似于火车转弯 G F Fn 拱形桥 （凸形桥） 凹形桥 水平桥 问题：汽车过拱形桥时，速度为v，拱桥半径为R，在最高点时，求凸桥对汽车的支持力FN？ 思考与讨论 问题：汽车过凹形桥时，速度为v，凹桥半径为R，在最低点时，求凹桥对汽车的支持力FN？ 思考与讨论 航天器中的失重现象 03 地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径.会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？…… mg 思考与讨论 地球可以看作一个巨大的拱型桥，其半径就是地球半径R= 6400km，若汽车不断加速，则地面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，支持力会变成零FN=0？ 此时司机处于完全失重状态。 由 得 想一想 想一想：什么维持近地航天器做圆周运动？ 万有引力 有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，这种说法对吗？ 正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动. 如果地球的引力突然消失，航天器将做什么样的运动呢？ 想一想 离心运动 04 O F合 = mω2r， F合＜mω2r ， F 合= 0 ， 1、定义：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力时，做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动. 2、条件： 0 ≤F合＜mω2r 供<需 物体沿切线方向飞出远离圆心 物体做匀速圆周运动 物体做逐渐远离圆心的运动 (1) 当 F＝mω2r 时，物体做匀速圆周运动； (2) 当 F＝0 时，物体沿切线方向飞出； (3) 当 F＜mω2r 时，物体逐渐远离圆心； (4) 当 F＞mω2r 时，物体逐渐靠近圆心。 理解： （1）物体做离心运动，并不是受到“离心力”作用，更不是“离心力”大于向心力，而是外界提供的向心力不足或突然消失。 （2）离心运动不是沿着半径背离圆心的运动，而是沿着切 ... ...
