人教版（2003）高中物理必修二第五章曲线运动——5.7生活中的圆周运动

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5.7生活中的圆周运动第五章曲线运动 4·28胶济铁路特别重大交通事故惨痛的交通事故物体做圆周运动时需要什么力？谁来提供？物体需要向心力，由合力提供向心力向心力的特点方向：总是指向圆心大小：知识回顾 F合“供需”平衡物体做匀速圆周运动提供物体做匀速圆周运动的合力做匀速圆周运动所需的向心力=从“供”“需”两方面研究做圆周运动的物体F向一般解题思路实例一火车转弯①若内外轨道一样高（水平弯道）轮缘火车车轮的构造 NFNG外轨对轮缘的弹力内轨外轨①若内外轨道一样高（水平弯道）向心力由外侧轨道对车轮轮缘的弹力提供。缺点：由于火车质量很大，故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。向心力的来源? 1、请设计一个方案，让火车既能安全通过弯道，又能减少轨道与轮缘的挤压？思考：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。外内火车转弯时，外轨道应该适当垫高。使火车通过弯道时，受到重力与支持力的合力恰好提供向心力，此时内轨和外轨同轮缘之间向心力完全由重力G和支持力N的合力提供FN最佳方案②外轨略高于内轨（倾斜轨道）向心力的来源?均无挤压。 θFNGOF合1、轨道对轮缘无挤压，此时火车的速度为多大？F合＝mgtanθθ限定速度临界速度： GFNθ①当时，F>O小组合作内轨对轮缘产生向外的弹力。F GFNθF<②当时，O外轨对轮缘产生向内的弹力。小组合作转弯速度过快呢？F 如果你是设计师，在不改变轨道的情况下，你将采取什么措施使火车提速？思考：摆式列车是一种车体在转弯时可以侧向摆动的列车，摆式列车能够在普通路轨上的弯曲路段高速驶过而无需减速。黄石长江大桥实例二泸定桥汽车过桥为什么生活中比较常见是凸形桥而不是凹形桥呢?思考： 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 如果我们以凸形桥为例的话,假如车的速度不断增大的话,车将会发生什么现象呢?可知：v越大，FN越小当v逐渐增大，，此时FN=0，思考与讨论GFN 若v继续增大，则汽车会飞出去。合外力不足以提供汽车做圆周运动的向心力 Ro如果把地球看成一个巨大的拱桥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？这个速度也被称之为“第一宇宙速度”这时驾驶员对座椅之间的压力是多大？实例三航天中的失重现象实例三航天中的失重现象思考与讨论揭开“过山车”和“水流星”之谜水流星过山车 G最高点FN思考与讨论“水流星”和“过山车”之谜课堂小结1、请同学完成总结2、作业布置研究性学习：通过骑自行车实际体会转弯，并分析向心力的来源。完成本节课后练习第1、2、3题。