2.3生活中的圆周运动（课件）高一物理（粤教版2019必修第二册）.pptx

第三节生活中的圆周运动粤教版（2019）高中物理必修第二册第二章圆周运动

水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面一、公路弯道?O或者绳杆模型

水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入转弯速度过大引起的思考：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——外高内低绳杆模型

水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入?根据牛顿第二定律,可得解得汽车转弯速度的大小上式表示,仅由重力和支持力的合力提供向心力时的汽车速度绳杆模型

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题2公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一段圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处（）A.路面外侧高内侧低B.车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动C.车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D.当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小AC

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[问题]：如果转弯处内外轨一样高，火车转弯需要的向心力由什么力来提供呢？火车转弯NFNG内轨外轨向心力由外侧轨道对车轮轮缘的弹力提供。缺点：火车质量很大，轮缘和外轨间的相互作用力很大，铁轨容易损坏、变形，发生危险。外轨对轮缘的弹力水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

在实际火车与轨道设计中，利用轮缘挤压只能增加小部分的向心力；垫高外轨可增加较多的向心力。外内思考水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

外轨略高于内轨（倾斜轨道）解决方案向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供FN均无挤压。水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

倾斜轨道转弯?所需向心力增大?所需向心力减小外轨道对轮缘有侧压力?内轨道对轮缘有侧压力GFNθFOFGFNθFOF水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

例3、火车以半径R=900m转弯，火车质量为8×105kg，速度为30m/s，火车轨距l=1.4m，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度h？（θ较小时tanθ=sinθ）FNmgFθh由力的关系得：由向心力公式得：由几何关系得：解：=0.14m

水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入汽车通过拱形路面的最高点时对路面的压力大小.选汽车为研究对象,如图所示,汽车在竖直方向上受到的重力G和支持力FN的合力就是竖直向下的向心力即根据得拱形路面对汽车的支持力绳杆模型

[思考与讨论]

根据公式，试分析如果汽车的速度不断增大，压力大小会如何变化？当速度多大时，压力为零？?当v逐渐增大，，此时FN=0，由水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

如果将地球看做一个巨大的拱形桥，桥面半径就是地球半径。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从而脱离地球？（R=6400km)思维拓展：解：由圆周运动条件可得??水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

题5.我们常常在公园和古村落中见到拱形桥，如图甲所示。若一质量为m=1.2×103kg的汽车，以v=10m/s的速度经过半径为R=40m的拱形桥最高点，如图乙所示，取g=10m/s2。求（1）汽车对桥的压力FN的大小；（2）为保证汽车安全经过桥顶，汽车经过桥顶的最大速度vm是多大。

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?根据牛顿第三定律,汽车对四形路面的压力水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

拱形桥：凹形桥：水平桥：小结：汽车经过不同类型的桥时压力不同：水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

vGFN最高点失重超重最低点汽车对桥面的压力最大G凸形桥和凹形桥比较mrOrOvm水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

竖直面内圆周运动的临界条件υOmgT绳水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

υOmgN竖直轨道水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

NυOmgT杆水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

NυOmgT圆管则内、外管壁对球的作用力为零水平路面倾斜路面火车铁路拱形路面凹形路面新课引入绳杆模型

总结：竖直平面内的变速圆周运动绳杆圆管桥面示意图m的受力情况重力、绳的拉力重力、杆的拉力或支持力重力、外管壁的支持力或内管壁的支持力重力