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1、一一、创创境境激激情情 提提出出问问题题铁路弯道和汽车赛道大家应该都有了解，它们的设计有什么相似之处？这其中隐含的物理道理你知道吗？第2页/共25页一一、创创境境激激情情 提提出出问问题题 为什么桥的外形大部分都是凸起的？这样的设计跟向心力又有怎么样的关系呢？第3页/共25页二二、自自主主探探究究 合合作作交交流流水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动外轨外轮内轮内轨内轨火车车轮的结构特点：火车车轮的结构特点：第4页/共25页1 火车转弯处内外轨无高度差火车转弯处内外轨无高度差结合课本第一段回答下列问题。要求：独立思考，自由抢答。2）火车转弯时什么力提供向心力
2、？）火车转弯时什么力提供向心力？1）火车匀速转弯时可看成做什么运动火车匀速转弯时可看成做什么运动？在某一水平面内做匀速圆周运动在某一水平面内做匀速圆周运动外轨对轮缘的弹力提供向心力外轨对轮缘的弹力提供向心力.即：即：3）这种设计有什么缺点？）这种设计有什么缺点？外轨和外轮之间的磨损大，铁轨和车轮容易受到损坏。外轨和外轮之间的磨损大，铁轨和车轮容易受到损坏。水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动二二、自自主主探探究究 合合作作交交流流有没有好的方法解决这一问题呢？有没有好的方法解决这一问题呢？第5页/共25页2、火车转弯处外轨高于内轨火车转弯处外轨高于内轨火车外
3、轨高于内轨时，什么力提供向心力？这火车外轨高于内轨时，什么力提供向心力？这样做有什么好处？样做有什么好处？火车所受重力和铁轨支持力的合火车所受重力和铁轨支持力的合力提供向心力。力提供向心力。这样减轻了轮缘与外轨的挤压。这样减轻了轮缘与外轨的挤压。水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动要求：独立思考，自主回答二二、自自主主探探究究 合合作作交交流流结合课本27页第一段回答下面问题。第7页/共25页08年胶济铁路火车相撞事件 注意：事故发生地点是接近注意：事故发生地点是接近注意：事故发生地点是接近注意：事故发生地点是接近90909090度的拐弯处，此处火车拐弯处限
4、速度的拐弯处，此处火车拐弯处限速度的拐弯处，此处火车拐弯处限速度的拐弯处，此处火车拐弯处限速100-120100-120100-120100-120公公公公里里里里/小时，而出事火车小时，而出事火车小时，而出事火车小时，而出事火车T195T195T195T195实际车速达实际车速达实际车速达实际车速达131131131131公里公里公里公里/小时小时小时小时第9页/共25页二二、自自主主探探究究 合合作作交交流流水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动水平面内的圆周运动第10页/共25页火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时时 当火车行驶速
5、率当火车行驶速率vv规定规定时时GNN火车行驶速率火车行驶速率v G（）汽车的速度越大（）汽车的速度越大汽车对桥的压力越大汽车对桥的压力越大根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律GFN竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动2 2、汽车过凹形桥、汽车过凹形桥思考与讨论：小组内交流，派代表上黑板板书原因二二、自自主主探探究究 合合作作交交流流第16页/共25页二二、自自主主探探究究 合合作作交交流流竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动过拱形桥过拱形桥过凹形桥过凹形桥结论：失重失重超重超重这就是桥为什么不设计成凹形，而设
6、这就是桥为什么不设计成凹形，而设计成拱形的原因计成拱形的原因第17页/共25页思考：地球可以看做一个巨大的拱行桥，桥面的半径是地球半径（约为6400km）。地面上有一辆车，假设可以不断加速，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0？这时驾驶员与坐椅之间的压力是多少？驾驶员躯体各部分之间的压力是多少？他这时的可能有什么感觉？第18页/共25页三、三、航天器中中的失重现象航天器中中的失重现象1、重力提供向心力、重力提供向心力2、坐舱对宇航员的支持力为零，航天员处于失重状态、坐舱对宇航员的支持力为零，航天员处于失重状态第19页/共25页 三三、迁迁移移运运用用 拓拓展展延延伸伸
7、1、关于列车转弯处内轨和外轨间的高度关系，、关于列车转弯处内轨和外轨间的高度关系，下列说法中正确的是（下列说法中正确的是（）A、内轨和外轨一样高，以防列车倾倒、内轨和外轨一样高，以防列车倾倒B、因为列车在转弯处有向内倾倒的可能性，、因为列车在转弯处有向内倾倒的可能性，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒C、外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转、外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的挤压弯，减少车轮与铁轨间的挤压D、以上三种说法都是错误的、以上三种说法都是错误的C要求：独立思考，自由抢答。第20页/共25页 三三、迁迁移移运运用用 拓拓展展延延
8、伸伸2、汽车以一定的速度经过拱形桥面的顶点时，关于汽车、汽车以一定的速度经过拱形桥面的顶点时，关于汽车的受力以及汽车对桥面的压力情况，下列说法正确的是的受力以及汽车对桥面的压力情况，下列说法正确的是（）A.在竖直方向汽车受到三个力：重力，桥面的支持力和在竖直方向汽车受到三个力：重力，桥面的支持力和向心力向心力B.在竖直方向汽车只受到两个力：重力和桥面的支持力在竖直方向汽车只受到两个力：重力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力大于汽车的重力汽车对桥面的压力大于汽车的重力D.汽车对桥面的压力小于汽车的重力汽车对桥面的压力小于汽车的重力BD要求：独立思考，自由抢答。第21页/共25页 三三、迁迁移移运
9、运用用 拓拓展展延延伸伸3、有一质量为、有一质量为800Kg的小汽车驶上圆弧半径为的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。的拱桥。（1）汽车到达桥顶时速度为汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？，汽车对桥的压力是多大？（2）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力？）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力？解析：解析：hmgFNOr（1）汽车过桥时竖直方向受力如图所示）汽车过桥时竖直方向受力如图所示则：则：汽车对桥的压力等于桥对汽车的支持力，大小为汽车对桥的压力等于桥对汽车的支持力，大小为7600N（2）若汽车对桥没有压力则桥对汽车的支持力等于零，即若汽车对桥没有压力则桥对汽车
10、的支持力等于零，即FN=0第22页/共25页 四四、课课堂堂小小结结生生活活中中的的圆圆周周运运动动火车弯道火车弯道外轨高于内轨，火车外轨高于内轨，火车所受重力和支持力的所受重力和支持力的合力提供向心力合力提供向心力汽车过桥汽车过桥过拱形桥过拱形桥过凹形桥过凹形桥第23页/共25页四、离心运动3、阅读课本，浅谈生活中离心运动的应用和防止。、阅读课本，浅谈生活中离心运动的应用和防止。【思考提问思考提问】1、做、做圆周运动圆周运动的物体，比如拐弯中的火车、拱桥的物体，比如拐弯中的火车、拱桥上的汽车、轨道上的航天器，由于惯性，总有沿着上的汽车、轨道上的航天器，由于惯性，总有沿着切线飞去的倾向，为什么没有飞出去？切线飞去的倾向，为什么没有飞出去？2、如果突然向心力消失，或提供的向心力满足不、如果突然向心力消失，或提供的向心力满足不了需求，会怎样？了需求，会怎样？拓展：若是提供的力比需要拓展：若是提供的力比需要的向心力大又会怎样呢？的向心力大又会怎样呢？第24页/共25页感谢您的观看。第25页/共25页