第三节 圆周运动的实例分析58张PPT

课件58张PPT。圆周运动实例分析 黄石长江大桥一：汽车过桥的问题1、平面桥桥面的圆心在无穷远处即 N=mg当汽车速度多大时,N=0,此时汽车会如何运动?2、汽车过拱桥随V的增大，N如何变化？N逐渐减少例题1、质量是1×103kg的汽车驶过一座拱桥，已知桥顶点桥面的圆弧半径是90m，g=10m/s2。 求： （1 )汽车以15 m/s的速度驶过桥顶时，汽车对桥面的压力； （2） 汽车以多大的速度驶过桥顶时，汽车对桥面的压力为零？ 3、汽车过凹形桥随V的增大，N如何变化？mgNN逐渐增大解：由牛顿第三定律可知例2：质量为 的汽车以速度V=20m/s通过半径为R=100m的凹型桥。它经桥的最低点时对桥的压力为多大？方向 竖直向下比较三种桥面受力的情况GGGNNN失重超重例3：一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶如图，由于轮胎过热，容易爆胎，爆胎可能性最大的地段是（ ）D2018-10-21问题：“旋转秋千”中的缆绳跟中心轴的夹角与哪些因素有关？体重不同的人坐在秋千上旋转时，缆绳与中心轴的夹角相同吗？二 旋转秋千问题2018-10-21 “旋转秋千”的运动经过简化，可以看做如下的物理模型：在一根长为l的细线下面系一根质量为m的小球，将小球拉离竖直位置，使悬线与竖直方向成α角，给小球一根初速度，使小球在水平面内做圆周运动，悬线旋转形成一个圆锥面，这种装置叫做圆锥摆。 2018-10-21例、小球做圆锥摆时细绳长l，与竖直方向成α角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。小球受力：竖直向下的重力G沿绳方向的拉力T小球的向心力：由T和G的合力提供解：lα2018-10-21 由此可见，缆绳与中心轴的夹角跟“旋转秋千”的角速度和绳长有关，而与所乘坐人的体重无关，在绳长一定的情况下，角速度越大则缆绳与中心轴的夹角也越大。想一想，怎么样求出它的运动周期？aFmgr例5：求杆转动的角速度m=0.3kg解：则讨论火车平直路上匀速行驶是否需向心力？三、火车转弯火车转弯的圆心及半径外轨内轨轮对结构1、内外轨道一样高时： 向心力 F 由外侧轨道对铁轨 的压力提供 直道行使时，火车受力情况：重力、铁轨的支持力、机车的牵引力、空气及铁轨的阻力。轮缘并不与铁轨相互作用。 在水平弯道上转弯时， 外轨和外轮之间的磨损大， 铁轨容易受到损坏N【例题6】火车在水平轨道上转弯时，若转弯处内外轨道一样高，则火车转弯（ ） A．对外轨产生向外的挤压作用 B．对内轨产生向外的挤压作用 C．对外轨产生向内的挤压作用 D．对内轨产生向内的挤压作用 A火车的向心力：由G和N的合力提供2、当外轨略高于内轨时：（1）此时轮缘与轨无挤压（2）当火车行驶速率v> 外轨对轮缘有侧压力；所差由外轨提供内轨对轮缘有侧压力 （3）当火车行驶速率v<所超由内轨平衡h是内外轨高度差，L是轨距GNhL?F注意这时的向心力是水平的??F=mgtanα≈mgsinα=mgh/L 3、设计转弯速度当火车转弯时的速率等于V规定(临界速度)时,内、外轨道对车轮（轮缘）都没有侧压力当火车转弯时的速率小于V规定(临界速度)时,内轨道对车轮（轮缘）有侧压力当火车转弯时的速率大于V规定(临界速度)时,外轨道对车轮（轮缘）有侧压力总结【例7】火车铁轨转弯处外轨略高于内轨的原因是（ ） A．为了使火车转弯时外轨对于轮缘的压力提供圆周运动的向心力 B．为了使火车转弯时的向心力由重力和铁轨对车的弹力的合力提供 C．以防列车倾倒造成翻车事故 D．为了减小火车轮缘与外轨的压力 BD【例8】如图，火车道转弯处的半径为r=900m，火车质量为 两轨间距为L=1.4m,行驶速度v=30m/s.求：两铁轨的高度差为h（外轨略高于内轨） 汽车在水平路面转弯做圆周运动时，也需要向心力，问这个向心力由什么力提供的？是由地面给的静摩擦力提供向心力的。 所以汽车在转弯的地方，路面也是外高内低，靠合力提供向心力。倾斜路面上：摩托车过弯道2018 ... ...