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1、生活中的圆周运动学习目标：学习目标：学习目标：学习目标：1.知道生活中常知道生活中常见圆见圆周运周运动动，会分析常，会分析常见圆见圆周运周运动动向心力来源。向心力来源。2.知知道道离离心心运运动动及及其其产产生生的的原原因因，知知道道离离心心现现象象的的一一些些应应用用和和可可能能带带来的危害。来的危害。3.进进一步理解向心力的概念，明确匀速一步理解向心力的概念，明确匀速圆圆周运周运动动的的产产生条件，掌握向生条件，掌握向心力公式的心力公式的应应用。用。提出提出问题1.（1）若若火火车车在在水水平平面面上上转转弯弯，其其受受力力有有何何特特点点，该该特特点点会会导导致致怎怎样样的的后后果果？应
2、应该该如何解决如何解决这这一一问题问题？（2）火火车车在在倾倾斜斜轨轨道道上上转转弯弯时时，做做圆圆周周运运动动的的轨轨道道平平面面是是水水平平的的还还是是倾倾斜斜的的？其其圆圆心在何心在何处处？一、一、铁铁路的弯道路的弯道结结论论：（1）若火车在水平面上转弯，火车在竖直方向上受重力及导轨向上的支持力，由于转弯时火车的速度方向在不断变化，故其一定有加速度，其合力一定不为零，即需要向心力。那么火车转弯时是如何获得向心力的？进一步受力分析得出向心力(效果力)是由轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供的。由于火车质量、速度比较大，故所需向心力也很大。这样的话，轮缘和铁轨之间的挤压作用力将很大，导致铁
3、轨容易损坏，轮缘也容易损坏。解决的解决的办办法有：法有：增大转弯半径；轨道面倾斜，利用支持力的分力提供额外的向心力。最佳方案仅利用重力与支持力的合力提供向心力。(2)火车的实际转弯轨道设计中，垫高外轨使合力提供向心力。火车转弯的轨道平面是水平的，其圆心在水平面上。提出提出问题问题：2.如如图图所示，若两所示，若两轨间轨间距距为为d，外，外轨轨比内比内轨轨高高h，轨轨道道转转弯半径弯半径为为R，则则此此处轨处轨道的道的设计转设计转弯速度弯速度为为多少？若多少？若火火车车速度与速度与设计设计速度不相等会怎速度不相等会怎样样？典型典型例题例题提出提出问题二、拱形二、拱形桥2.分析汽车通过凹形桥最低点
4、时，汽车对桥的压力情况。仍分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力情况。仍设汽车的质量为设汽车的质量为m，在凹形桥上以速度，在凹形桥上以速度v行驶，桥面的圆弧半行驶，桥面的圆弧半径为径为R。过过拱拱桥桥：竖竖直面内运直面内运动动，汽汽车质车质量量为为m，桥桥面半径面半径为为R，此，此时时速度速度为为v。汽车对桥面的压力加速度方向超重失重状态最高点竖直向下失重最低点竖直向上超重典型典型例题例题三、航天器中的失重现象三、航天器中的失重现象提出提出问题1.假假设设宇宇宙宙飞飞船船质质量量为为M，它它在在地地球球表表面面附附近近绕绕地地球球做做匀匀速速圆圆周周运运动动，其其轨轨道道半半径径近近似似等
5、等于于地地球球半半径径R，航航天天员员质质量量为为m，宇宇宙宙飞飞船船和和航航天天员员受受到到的的地地球球引引力力近近似似等等于于他他们们在在地地面面上上的的重重力力。试试求求座座舱舱对对航航天天员员的的支支持持力力。此此时时飞飞船船的的速速度度多多大大?通通过过求求解解，你你可可以以得得出出什什么么结论结论?典型典型例题例题例例4 在下面所介在下面所介绍绍的各种情况中，哪种情况将出的各种情况中，哪种情况将出现现超重超重现现象（象（）荡荡秋秋千千经经过过最最低低点点的的小小孩孩 汽汽车车过过凸凸形形桥桥 汽汽车车过过凹凹形形桥桥 在在绕绕地球做匀速地球做匀速圆圆周运周运动动的的飞飞船中的船中的
6、仪仪器器 A.B.C.D.四、离心运动四、离心运动提出提出问题1.做做圆圆周周运运动动的的物物体体一一旦旦失失去去向向心心力力的的作作用用，它它会会怎怎样样运运动动呢呢?如如果果物物体体受受的的合合力力不不足足以以提提供供向向心心力力，它它会会怎怎样样运运动动呢呢?发发表表你你的的见见解并解并说说明原因。明原因。结结论论：如果向心力突然消失，物体由于惯性，会沿切线方向飞出去。如果物体受的合力不足以提供向心力，物体虽不能沿切线方向飞出去，但会逐渐远离圆心。这两种运动都叫做离心运动。2.如如果果物物体体在在做做圆圆周周运运动动的的过过程程中中受受的的合合力力突突然然变变大大，它它会会怎怎样样运运动动呢呢?结论结论：会做近心运动。物体做近心、物体做近心、圆圆周、离心运周、离心运动动的条件的条件典型典型例题例题例例5 5 杂杂技技演演员员在在做做水水流流星星表表演演时时，用用绳绳系系着着装装有有水水的的水水桶桶，在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运运动动，若若水水的的质质量量m0.5 kg，绳绳长长l=60 cm，求：求：（1)最高点水不流出的最小速率；最高点水不流出的最小速率；（2)水在最高点速率水在最高点速率v3 m/s时时，水，水对对桶底的桶底的压压力。力。再见再见