生活中的圆周运动课用

1、本节课内容 l水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动l竖直面内的圆周运动（仅限竖直面内的圆周运动（仅限最高点和最低点）最高点和最低点）水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动(火车转火车转嘉阳小嘉阳小火车火车C字形大转字形大转弯弯.mp4弯为例弯为例)火车转弯l 1、说一说火车车轮的构造如何？、说一说火车车轮的构造如何？l 2、火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受合力、火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受合力如何？如何？l 3、如果轨道是水平的，火车转弯时做曲线运动，、如果轨道是水平的，火车转弯时做曲线运动，所受外力怎样？所受外力怎样？l 4、火车转弯时需要的向心力由哪些力来提供？、火车转弯时需要的向心

2、力由哪些力来提供？l 5、火车质量很大，转弯时行驶速度太小，长时、火车质量很大，转弯时行驶速度太小，长时间后，轨道会怎样？间后，轨道会怎样？l 6、如何来改进，才能够使火车转弯时轨道不容、如何来改进，才能够使火车转弯时轨道不容易损坏呢？易损坏呢？l （从分析向心力的来源入手）（从分析向心力的来源入手）火车火车水平转弯水平转弯时情况时情况分析分析 内外轨道内外轨道 一样高一样高F弊端分析弊端分析2vFFmr向 心 力F向心力的来源由外侧轨道对由外侧轨道对车轮轮车轮轮缘的缘的弹弹力力F提供提供车轮介绍车轮介绍车轮介绍车轮介绍当外轨略高于内轨时当外轨略高于内轨时火车受力火车受力垂直轨道面的支持垂直轨

3、道面的支持力力 NN火车的向心力来源火车的向心力来源由由G和和N的合力的合力提供提供h竖直向下的重力竖直向下的重力 GGFtanFFmg向心力合NhFL如图示如图示 知知 h , L,转转弯半径弯半径R,车轮对内车轮对内外轨都无压力外轨都无压力,质量质量为为m的火车运行的火车运行的速率应该多大的速率应该多大?火车拐弯应以规定速度行驶火车拐弯应以规定速度行驶例题例题FF合向2vRm g t a n= m/vgRh L思维拓展及应用思维拓展及应用 你观察过高速公路转弯处的路面情况吗你观察过高速公路转弯处的路面情况吗? 高速公路转弯处也是外高内底高速公路转弯处也是外高内底（并且超车道比主车道更加倾斜

4、）（并且超车道比主车道更加倾斜） 山区铁路弯道过多，火车能否大面积提速？山区铁路弯道过多，火车能否大面积提速？若减少水平弯道处事故，你怎样设计转弯若减少水平弯道处事故，你怎样设计转弯处的路面处的路面?海南汽车试验场海南汽车试验场竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动（最高点和最低点（最高点和最低点)(汽车过桥汽车过桥H:小小汽车过平、凸、汽车过平、凸、凹拱桥的实验凹拱桥的实验普清版普清版.mp4为为例例)汽车过桥l1、如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，、如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖直方向上受力如何？如果是拱形桥呢，汽在竖直方向上受力如何？如果是拱形桥呢，汽车通过最高点时，桥面受

5、到压力如何？车通过最高点时，桥面受到压力如何？l（利用牛顿第二定律解决问题）（利用牛顿第二定律解决问题）l2、试分析如果汽车的速度不断增大，会有什么、试分析如果汽车的速度不断增大，会有什么现象发生？现象发生？l3、如果桥面是凹下去的凹形桥，汽车行驶在凹、如果桥面是凹下去的凹形桥，汽车行驶在凹形桥的最低点，桥面受到的压力如何？形桥的最低点，桥面受到的压力如何？l4、我们曾经学习过超重失重现象，在这两种情、我们曾经学习过超重失重现象，在这两种情况下，汽车分别处于那种状态呢？况下，汽车分别处于那种状态呢？实例分析实例分析一、一、汽车过桥汽车过桥123N汽车通过桥最高点时，汽车通过桥最高点时，车对桥的

6、压力车对桥的压力以以“拱形桥拱形桥”为例分析：为例分析：1、分析汽车的受力情况、分析汽车的受力情况N2、找圆心、找圆心3、确定、确定F合合即即F向心力向心力的方向。的方向。4、列方程、列方程NGF合合= G-NFF合向心力2vGNmR2vNGmR2vNN G mR压力 l学生分析汽车通过最低点时学生分析汽车通过最低点时车对桥车对桥 (过水路面过水路面)的压力的压力 2vNGmr小结小结:比较三种桥面受力的情况比较三种桥面受力的情况 （超重？（超重？ 失重？）失重？）2vNGmGr2vNGmGrN=G思考与讨论思考与讨论 l1、地、地球可以看做一个巨大的拱形桥。汽球可以看做一个巨大的拱形桥。汽车

7、沿南北行驶，不断加速。请思考：会车沿南北行驶，不断加速。请思考：会不会出现这样的情况。不会出现这样的情况。l速度大到一定程度时，地面对车的支持速度大到一定程度时，地面对车的支持力是力是0？此时汽车处于什么状态？驾驶员？此时汽车处于什么状态？驾驶员与座椅间的压力是多少？驾驶员躯体各与座椅间的压力是多少？驾驶员躯体各部分间的压力是多少？驾驶员此时可能部分间的压力是多少？驾驶员此时可能有什么感有什么感觉？觉？火车转弯l2、当火车行驶速率、当火车行驶速率vv规定时，哪个轨道规定时，哪个轨道对轮缘有弹力？对轮缘有弹力？l l 当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定时，哪个轨道规定时，哪个轨道对轮缘有弹力？对轮缘有弹力？本本 节节 小小 结结飞车走壁飞车走壁 (海南汽车试验场海南汽车试验场)l 海南汽车试验场内环境优美，花香鸟语，各种试验道路纵横交错，形成一道独特的风景线。其中，高速性能试验跑道尤为特别，它全长6公里，是我国最长的高速试车道， 南北两个环道有如两个环型墙壁绕成一圈，跑道两边高差达5米多，有两层楼高，路面与地平面的夹角成43度多，当汽车在上面驾驶时，有如飞车走壁一般，真叫人惊叹不已。 l 有机会乘上试验车在高速跑道