必修2_1. 圆周运动课件70张PPT

水平面内的匀速圆周运动 一、水平面内匀速圆周运动 1、火车转弯： 2、汽车转弯： 讨论火车转弯时所需向心力 1、铁轨 2、轮对结构 3、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。 N G 在水平弯道上转弯时， 根据牛顿第二定律F=m 可知 R V2 火车质量很大 外轨对轮缘的弹力很大 外轨和外轮之间的磨损大， 铁轨容易受到损坏 N F 【例题1】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 α N G F α （2）火车的向心力： 由G和N的合力提供 4、当外轨略高于内轨时： （1）火车受力： 竖直向下的重力 G 垂直轨道面的支持力 N 【例题1】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 h是内外轨高度差，L是轨距 G N h L ? F 注意这时的向心力是水平的 ? ? F=mgtanα≈mgsinα=mgh/L （3）什么情况下可以使铁轨和轨缘之间的挤压消失呢？ 在实际中，铁轨修好之后h、R、L一定，又g是定值，所以火车拐弯时的车速是一定值 （4）当火车行驶速率v>v0时， 外轨对轮缘有侧压力； 火车行驶速率v>vo G N N‘ 当火车行驶速率v>h)，求： (1)火车以多大的速率υ转弯时，两铁轨不会给车轮沿转弯半径方向的侧压力？ (2)υ是多大时外轨对车轮有沿转弯半径方向的侧压力？ (3)υ是多大时内轨对车轮有沿转弯半径方向的侧压力？ 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 1、水平路面上： 【例题2】汽车在半径为r的水平弯道上转弯,如果汽车与地面的动摩擦因数为μ,那么汽车不发生侧滑的最大速率是多大? 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。 【例题1】在水平面上转弯的汽车，向心力是（ ） A、重力和支持力的合力 B、静摩檫力 C、滑动摩檫力 D、重力、支持力和牵引力的合力 B 【例题3】汽车甲和汽车乙质量相等，以相等的速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在乙车的外侧。两车沿半径方向受到的摩擦力分别为f甲和f乙。以下说法正确的是（ ） A．f甲小于f乙 B．f甲等于f乙 C．f甲大于f乙 D．f甲和f乙大小均与汽车速率无关 A 摩托车过弯道 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。 2、倾斜路面上： 【例题1】如图所示，公路转弯处路面跟水平面之间的倾角α=150，弯道半径R=40m，求： 汽车转弯时规定速度应是多大？ mg N Fn α 竖直平面内的变速圆周运动 （3）、轻绳牵拉型的圆周运动： （2）、轻杆支撑型的圆周运动： （1）、拱形桥问题： 1、竖直平面内圆周运动的类型： 黄石长江大桥 mg N 或处理成桥面的圆心在无穷远处 N=mg N=mg 当汽车速度多大时,N=0,此时汽车会如何运动? 当V=0时 mg N 随V的增大，N如何变化？ N=mg N逐渐减少 例一、质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是多少 ... ...