生活中的圆周运动2讲课用.ppt

生活中的圆周运动,执教：张国林,知识回顾,1、向心力的定义：,指向圆心的合外力,4、向心力的来源（难点）：,向心力不是真实存在的力是一种按照效果命名的力，可以由重力（引力）、弹力、摩擦力等任一种力以及这些力的合力或分力来充当。,2、向心力的大小：,3、向心力的方向：,时刻指向圆心，时刻变化,生活中的圆周运动,思考与讨论,2.自行车在通过弯道时有什么特点？这样的做目的是什么？赛场有什么特点？,3.自行车做圆周运动的向心力由谁提供的？,1.自行车做什么运动？,自行车转弯,生活中的圆周运动,新华网北京4月28日电记者从铁道部获悉，2008年4月28日4时41分，北京开往青岛的T195次旅客列车运行至山东省境内胶济铁路周村至王村间脱线，与烟台至徐州的5034次客车相撞，死亡70人，伤416人。事故原因正在调查中记者了解到当时事故发生的背景：胶济铁路在村子的东北面有一个接近90度的转弯，从转弯处往西，中铁二十局正在施工建设的胶济客运专线大尚特大双线立交桥正在进行桥墩建设。事故就发生在拐弯处。,为什么火车会脱轨？,思考与讨论,1.火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受的合力如何？,2.轨道是弯曲，火车受力又是怎么样的？,3.火车所需的向心力由哪些力来提供？,4.如何设计轨道？写出方案并画出设计图？,铁路的弯道,火车车轮,F,水平轨道上的转弯,C：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。,A：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。,B：外轨对轮缘的弹力F提供向心力。,实际轨道上的转弯,=,由上式可知,速度是由半径和倾角决定,火车轨道建成后,转弯的安全速度就确定下来了.,轨对轮缘有侧压力,如果实际速度太小,轨对轮缘有侧压力,想一想：如果转弯时速度不等于规定的速度，会发生怎样的情况？,外,内,生活中的圆周运动,你能找出胶济铁路事故的原因吗？,生活中的圆周运动,济南铁路局工作人员表示，发生脱轨事故的T195特快列车最高行车速度为160公里/小时，而通常的行车速度为120-130公里/小时。但因为行车路段实行限速，则速度通常会限制在100-120公里/小时。4月28日下午6时，山东省委宣传部和济南铁路局党委宣传部联合召开的新闻会上，山东省委宣传部常务副部长姜铁军称，出事火车T195实际车速达131公里/小时，已经超速。,下沉式立交桥,拱形桥,北环花园路立交桥又现“飞车”昨天又有一辆汽车从桥上掉下，这已是本报报道过的今年“第七飞”记者周广现文杜小伟图本报讯昨天下午1时许，司机王某驾车由北环往花园路拐弯时，由于速度较快，猛踩刹车时汽车翻到4米多高的立交桥下，所幸王某没怎么受伤。这已是今年第7辆汽车从该桥上掉下。昨天下午1时30分，记者赶到花园路和北环交叉口立交桥由西往南拐的位置时看到，桥上有一道6米多长的刹车痕，在4米多高的桥下绿化带里有一辆汽车，该车四轮朝天，车头朝西，车尾朝东，汽车前保险杠被甩出3米多外。司机王某站在车前给记者讲述了事情经过，他说，他在金水区庙李镇陈寨村住，下午1时许，他开车由北环往花园路去，在拐弯时，他踩了下刹车想把速度减下来，不知道怎么回事车就翻到了桥下，“当时车的时速也就是60公里左右”。所幸的是该车从立交桥上翻下时，由于汽车掉在了绿化带里没有造成桥下人员受伤。车翻后，是路人把车门撬开，他才从车里爬出来，不过他没怎么受伤。“除了车速快外，这一段立交桥上没有护栏也是王某翻车的一个原因。”在现场一位目击者说。记者看到，该立交桥上由北环往花园路拐弯的东侧约有40米长的地方没有护栏，而西边一侧则有护栏。记者注意到，就在2010年8月11日，一辆救护车从该立交桥上翻下时，就有不少司机建议，在该立交桥上装全护栏，加高加固护栏，并在立交桥上设置减速、禁止超车的提醒标志，但记者昨天在现场看到，这些工作至今仍没人做。线索提供张女士新闻热线96211,“之所以发生这次事故，估计原因还是车速太快，车速越快，离心力越大，汽车被甩出去的可能就越大。”有12年驾龄的金先生在现场说。,汽车过拱形桥,对比:同一辆车以相同的速度大小V在三种桥面运动,思考与讨论,汽车过拱桥时对它的速度有限制吗？,临界速度：物体在竖直面上做圆周运动的最大速度,生活中的圆周运动,想一想,思考与讨论,此时，Nmg，v可以取任意值,生活中的圆周运动,比一比,应用提升,例1铁路转弯处的圆弧半径是300m，轨距是1435mm，规定火车通过这里的速度是72km/h，内外轨的高度差该是多大，才能使铁轨不受轮缘的挤压,分析：本题考查利用圆周运动知识解决实际问题的能力若火车在转弯时不受轨道挤压，火车所受的重力和轨道对火车的支持力的合力提供向心力，同时还应该注意火车转弯平面是水平面,解析：受力分析如图所示，作平行四边形，根据牛顿第二定律有,应用提升,例2：一个滑雪者连同他的滑雪板质量共70kg，他滑到凹形坡底时的速度是20m/s，坡底的圆弧半径是50m，试计算在坡底时雪地对滑雪板的支持力。（g取10m/s2）,应用提升,小结,一：知识回顾,二：实例分析,三：方法与步骤,（1）明确研究对象；,（2）确定在哪个平面做圆周运动，找圆心和半径；,（3）确定研究的位置，受力分析,（4）据向心力公式列方程。,生活中的圆周运动,地球可以看作一个巨大的拱形桥。汽车沿