1、生活中的圆周运动黑龙江黑龙江 大庆一中大庆一中 王海楼王海楼1/10匀速圆周运动解决匀速圆周运动问题时:明确圆周运动的轨道平面、找准圆心、确定半径是基础。2/10生活中的圆周运动一、铁路弯道铁铁轨轨与与车车轮轮结结构构火车车轮上有突出轮缘火车车轮上有突出轮缘分析：假如两轨道高度相同，火车转弯所需向心力是假如两轨道高度相同，火车转弯所需向心力是由那些力提供？由那些力提供？3/10结论假如两轨道高度相同，火车转弯所需向心假如两轨道高度相同，火车转弯所需向心力是由外轨对轮缘作用力提供。此时有：力是由外轨对轮缘作用力提供。此时有：F向向=mv2/r。不过火车质量很大，向心力很。不过火车质量很大，向心力
2、很大，对火车和铁轨损害都很大，轻易出事大，对火车和铁轨损害都很大，轻易出事故。故。怎样解决这个问题？4/10分析1、火车转弯看作匀速圆周运动、火车转弯看作匀速圆周运动2、圆周运动平面为水平面、圆周运动平面为水平面3、向心力由支持力和重力协力提供、向心力由支持力和重力协力提供则：则：mg tan=当当靠近靠近0时，时，tan=sin=h/L即：即：=V=mgFNhL(5/10讨论A、当火车恰好以速度、当火车恰好以速度v转弯时，向心转弯时，向心力恰好由重力和支持力协力提供，此力恰好由重力和支持力协力提供，此时轮缘对内、外轨都没有作用力时轮缘对内、外轨都没有作用力B、当火车转弯时速度大于v，此时重力
3、和支持力合力不足以提供向心力，所以外轨对轮缘有侧向挤压。C、当火车转弯时速度小于、当火车转弯时速度小于v，此时重，此时重力和支持力协力大于所需要向心力，力和支持力协力大于所需要向心力，所以内轨对轮缘有侧向挤压。所以内轨对轮缘有侧向挤压。赛车转弯赛车转弯6/10二、汽车过拱桥汽车过拱桥时能够看成是圆周运动一部分汽车过拱桥时能够看成是圆周运动一部分1、凸型桥、凸型桥mg-N=rmgNN=mg-Nmg当当v=时，时，N=0。假如假如v ，汽车将脱，汽车将脱离桥面，做平抛运动离桥面，做平抛运动2、凹型桥、凹型桥MgNrN-mg=Nmg所以当汽车以不变速率经过凸凹不平路面时，凹路面车所以当汽车以不变速率
4、经过凸凹不平路面时，凹路面车胎更轻易损坏。胎更轻易损坏。7/10练习当汽车以当汽车以10m/s速度经过某拱桥顶点时，速度经过某拱桥顶点时，车对桥顶压力为车重车对桥顶压力为车重3/4，为了防止车，为了防止车沿粗糙桥面上行驶至该桥顶时所受摩擦沿粗糙桥面上行驶至该桥顶时所受摩擦力为零，则汽车经过桥顶速度不应力为零，则汽车经过桥顶速度不应()A.v15m/s B.v20m/s C.v25m/s D.v30m/sB8/10思考与讨论地球能够看做一个巨大拱形桥，桥面半径就是地球地球能够看做一个巨大拱形桥，桥面半径就是地球半径半径R。地面上一辆汽车在行驶，质量为。地面上一辆汽车在行驶，质量为m，地面对，地面
5、对他支持力为他支持力为N。依据前面分析可知，汽车速度越大，。依据前面分析可知，汽车速度越大，地面给它支持力就越小。地面给它支持力就越小。会不会出现这么情况：汽车速度大到一定程度地面会不会出现这么情况：汽车速度大到一定程度地面对它支持力为对它支持力为0？三、航天器中的失重现象宇宙飞船绕地球自由飞行（关闭发动机）时，飞船宇宙飞船绕地球自由飞行（关闭发动机）时，飞船内一切物体都处于失重状态。原因是他们重力都用内一切物体都处于失重状态。原因是他们重力都用来提供向心力了。来提供向心力了。9/10四、离心运动A、当、当F提提=F需需时，物体做匀速圆周运动时，物体做匀速圆周运动B、当、当F提提F需需时，物体做靠近圆心运动时，物体做靠近圆心运动C、当、当F提提F需需时，物体做远离圆心运动时，物体做远离圆心运动 沿着圆周与切线之间某条曲线运动沿着圆周与切线之间某条曲线运动1.1.离心运动：做匀速圆周运动物离心运动：做匀速圆周运动物体，在所受协力突然消失，或者体，在所受协力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需向心力不足以提供圆周运动所需向心力情况下，就做逐步远离圆心运动。情况下，就做逐步远离圆心运动。这种运动叫做离心运动。这种运动叫做离心运动。10/10
