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1、教学目标 1.能够分析生活中圆周运动问题的向心力的来源。2.了解航天器中的失重现象及其原因。3.知道离心运动的条件、应用和危害。第1页/共30页 复复 习习 提提 问问 1.物体做匀速圆周运动的条件？物体做匀速圆周运动的条件？2.向心力的表达式？向心力的表达式？3.向心力的方向？向心力的方向？第2页/共30页1.1.在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？这几个力的关系如何？这几个力的关系如何？一.铁路的弯道第3页/共30页车车 轮轮 介介 绍绍GFnF第4页/共30页F弹弹2、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨如何
2、对火车提供水平方向的向心力？轨如何对火车提供水平方向的向心力？外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。第5页/共30页不可取；不可取；轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！极易受损！3、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？第6页/共30页让重力和支持力的合力提供向心力，来减让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨对轮缘的挤压。少外轨对轮缘的挤压。FNGoF4、为了减轻铁轨的受损程度，你
3、能提出、为了减轻铁轨的受损程度，你能提出一些可行的方案吗？一些可行的方案吗？第7页/共30页注意观察铁轨弯道的特注意观察铁轨弯道的特点点C:UsersmengyanDesktop火车转弯火车转弯1.MPG第8页/共30页当外轨略高于内轨时当外轨略高于内轨时火车转弯时所需的火车转弯时所需的向心力是由向心力是由G G和和F FN N的合力提供。的合力提供。火车受力分析hFL火车规定的行驶速度火车规定的行驶速度F=mgtan=mvF=mgtan=mv2 2/R/RNG G第9页/共30页当当v=v0时：时：当当vv0时：时：当当vG/RG可见汽车的速度越大对桥的压力越大。由于可见汽车的速度越大对桥的
4、压力越大。由于a a竖直竖直向上向上,属于超重现象。属于超重现象。第16页/共30页思考与讨论思考与讨论地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。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零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中 第17页/共30页F向=mg-FN=mv2/RFN=mg-mv2/R当当 时，座舱对航天员的支持力时，座舱对航天员的支持力FN=0FN=0，航天，航天员处于失重状态。员处于失重状态。C:UsersmengyanDesktopC:UsersmengyanDeskto
5、p 拍客拍客 我国首次太空授课举行我国首次太空授课举行 王亚平喝水球润嗓王亚平喝水球润嗓.flv.flv三、航天器中的失重现象三、航天器中的失重现象第18页/共30页C:UsersmengyanDesktop离心离心1.MPG第19页/共30页制作制作“棉花棉花”糖糖洗衣机脱水桶洗衣机脱水桶C:UsersmengyanDesktop洗衣机脱洗衣机脱水桶水桶.MPG第20页/共30页四、离心运动四、离心运动做圆周运动的物体，所受合外力突然消失或做圆周运动的物体，所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。
6、渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。返回返回返回返回当当F合合=Fn，做圆周运动，做圆周运动当当F F合合=0=0 或或F F合合 Fn F Fn n，做向心，做向心(近心近心)运动运动第21页/共30页离心运动的危害离心运动的危害汽车转弯时速度过大汽车转弯时速度过大,会因为离心运会因为离心运动造成交通事故。动造成交通事故。第22页/共30页巩固练习：巩固练习：知识点一火车转弯问题知识点一火车转弯问题1 1在某转弯处，规定火车行驶的速率为在某转弯处，规定火车行驶的速率为v0v0，则下，则下列说法中正确的是列说法中正确的是()A A当火车以速率当火车以速率v v0 0行驶时，火车的重力与支持
7、力行驶时，火车的重力与支持力 的合力方向一定沿水平方向的合力方向一定沿水平方向;B B当火车的速率当火车的速率vvvv0 0时，火车对外轨有向外的侧时，火车对外轨有向外的侧 向压力向压力;C C当火车的当火车的 速率速率vvvv0 0时，火车对内轨有向内的挤时，火车对内轨有向内的挤压力压力;D D当火车的速率当火车的速率vvvv0 0时，火车对内轨有向内侧的时，火车对内轨有向内侧的压力压力.ABD第23页/共30页知识点二汽车过桥问题2.汽车驶向一凸形桥，为了在通过桥顶时，减 小汽车对桥的压力，司机应()A以尽可能小的速度通过桥顶B适当增大速度通过 桥顶C以任何速度匀速通过桥顶D使通过桥顶的向
8、心加速度尽可能小B第24页/共30页知识点三圆周运动中的超重、失重现象3.在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象()小孩荡秋千经过最低点汽车过凸形桥汽车过凹形桥 在绕地球做匀速圆周运动 的飞船中的仪器A B C DB第25页/共30页知识点四离心运动4下列关于离心现象的说法正确的是()A当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失 后，物体将做背离圆心的圆周运动C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都 突然消失后，物体将沿切线方向做匀速直线运动D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做曲线运动C第26页/共30页最佳设计方案最佳设计方案火车以半径R=900 m转弯,火车质量为8105kg,速度为30m/s,火车轨距l=1.4 m,要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力,轨道应该垫的高度h?(较小时tan=sin)FNmgFh由力的关系得:由向心力公式得:由几何关系得:解：=0.14m第27页/共30页课堂小结一 火车转弯问题二 拱形桥和凹形桥三 航天器中的失重现象四 离心运动第28页/共30页布置作业1.课后习题；2.拓展：联系生活实际举例说明物体做 圆周运动所需向心力的来源，并与大家交流。第29页/共30页感谢您的观看！第30页/共30页