2019_学年高中物理专题5.7生活中的圆周运动课件基础版新人教版必修2基础版.ppt
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1、第五章 曲线运动,5.7 生活中的圆周运动,1火车车轮的特点 火车的车轮有凸出的轮缘,火车在铁轨上运行时,车轮与铁轨有水平与竖直两个接触面,这种结构特点,主要是避免火车运行时脱轨,如图所示。,知识点一、火车转弯问题,2火车弯道的特点 弯道处外轨高于内轨,火车在行驶过程中,重心高度不变,即火车的重心轨迹在同一水平面内,火车的向心加速度和向心力均沿水平面指向圆心。 3火车转弯的向心力来源 火车速度合适时,火车只受重力和支持力作用,火车转弯时所需的向心力完全由支持力和重力的合力来提供。如图所示。,4轨道轮缘压力与火车速度的关系 (1)当火车行驶速率v等于规定速度v0时,内、外轨道对轮缘都没有侧压力。
2、 (2)当火车行驶速度v大于规定速度v0时,火车有离心运动趋势,故外轨道对轮缘有侧压力。 (3)当火车行驶速度v小于规定速度v0时,火车有向心运动趋势,故内轨道对轮缘有侧压力。,特别提醒: 汽车、摩托车赛道拐弯处,高速公路转弯处设计成外高内低,也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力,以减小车轮与路面之间的横向摩擦力。,特别提醒,思考与讨论,思考与讨论,【解析】火车在转弯时所需的向心力在“临界”状况时由火车所受的重力和轨道对火车的支持力的合力提供。如图所示,图中h为内外轨高度差,L为轨距。,讨论:(1)如果车速v72km/h(20m/s),F将小于需要的向心力,所差的力仍需由外轨对轮缘的
3、弹力来弥补。这样就出现外侧车轮的轮缘向外挤压外轨的现象。 (2)如果车速v72km/h,F将大于需要的向心力。超出的力则由内轨对内侧车轮缘的压力来平衡,这样就出现了内侧车轮的轮缘向外挤压内轨的现象。 点评:临界值是圆周运动中经常考查的一个重点内容,它是物体在做圆周运动过程中,发生质变的数值或使物体受力情况发生变化的关键数值,今后要注意对临界值的判断和应用。,【答案】 C,关于汽车过桥问题,用图表概括如下:,知识点二、汽车过桥问题,特别提醒,思考与讨论,思考与讨论,【答案】 (1)10 m/s (2)7.5 m,名师点睛,1离心运动的实质 离心运动是物体逐渐远离圆心的运动,它的本质是物体惯性的表现。做圆周运动的物体,总是有沿着圆周切线飞出去的趋势,之所以没有飞出去,是因为受到向心力作用的缘故。 2物体做离心运动的条件 做圆周运动的物体,一旦提供向心力的外力突然消失,或者外力不能提供足够的向心力时,物体做远离圆心的运动,即离心运动。,知识点三、离心运动,3离心运动的受力特点 物体做离心运动并不是物体受到离心力作用,而是由于外力不能提供足够的向心力。所谓“离心力”也是由效果命名的,实际并不存在。,【答案】B,
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