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1、6.8 生活中的圆周运动2021/8/11 星期三1圆圆周周运运动动的的基基本本规规律律：v=r =2nT2an=r2=v=v 2rFn=m =m r2=v 2r2021/8/11 星期三2（一）自行车转弯（一）自行车转弯1、自行车转弯时所需向心、自行车转弯时所需向心力由静摩擦力提供。力由静摩擦力提供。FNmgFf mg=FNFf=mV2r一、转弯问题一、转弯问题rV2021/8/11 星期三3Ff=mV2r想一想：想一想：若一个人骑自行车以速度若一个人骑自行车以速度V=5m/sV=5m/s转弯，转弯，此此过程可以看作匀速圆周运动。已知此处路面过程可以看作匀速圆周运动。已知此处路面与轮与轮胎之
2、间的动摩擦因数为胎之间的动摩擦因数为0.50.5，这个人转弯的，这个人转弯的半径半径R R最小是多大？最小是多大？（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力）（最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力）mg=mV2rr=m=5mV2 g520.5102021/8/11 星期三4二、火车转弯二、火车转弯外轨外轮内轮内轨内轨2021/8/11 星期三51 1、内外轨道一样高时：、内外轨道一样高时：F 向心力向心力 F 由外侧轨道对由外侧轨道对外轮的压力提供外轮的压力提供2、当外轨略高于内轨时：、当外轨略高于内轨时：F火车的向心力：火车的向心力：由由mgmg和和FN FN 的合力提供的合力提供mgFN火车的力：火车的力
3、：竖直向下的重力竖直向下的重力 mgmg垂直轨道面的支持力垂直轨道面的支持力 FN2021/8/11 星期三6赛车转弯赛车转弯2021/8/11 星期三7自行车比赛自行车比赛2021/8/11 星期三82021/8/11 星期三9 例、质量为例、质量为m 的汽车以恒定的速率的汽车以恒定的速率 v 通过半径通过半径为为r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是多大？是多大？二、拱型桥二、拱型桥黄石长江大桥黄石长江大桥2021/8/11 星期三10h 例、质量为例、质量为m 的汽车以恒定的速率的汽车以恒定的速率v通过半径为通过半径为r的拱桥，如图所
4、示，求汽车在桥顶时对路面的压力是的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是多大？多大？解：汽车通过桥顶时，受力情况如图：解：汽车通过桥顶时，受力情况如图：汽车通过桥顶时：汽车通过桥顶时：mgFNFN由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：由牛顿第三定律：由牛顿第三定律：Or注意：汽车过拱型桥的速度不宜过大注意：汽车过拱型桥的速度不宜过大,否则否则FNFN将消失将消失,汽车将飞汽车将飞离离 桥面。桥面。2021/8/11 星期三112021/8/11 星期三12你见过凹形的桥吗？你见过凹形的桥吗？泸定桥2021/8/11 星期三13h由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：GFNFN 拓展拓展:汽车以恒定的
5、速率汽车以恒定的速率v通过半径为通过半径为r的凹型桥面，如图所示，求的凹型桥面，如图所示，求汽车在最低点时对桥面的压力是多大？汽车在最低点时对桥面的压力是多大？解：汽车通过底部时，受力情况如图：解：汽车通过底部时，受力情况如图：注意：汽车过凹形桥的速度不宜过大注意：汽车过凹形桥的速度不宜过大,否则否则FNFN过大过大,汽车可能压汽车可能压坏坏 凹型桥或者爆胎。凹型桥或者爆胎。r2021/8/11 星期三14拱型桥：拱型桥：凹型桥：凹型桥：无论过拱型桥还是凹型桥，都无论过拱型桥还是凹型桥，都应当减速行驶。应当减速行驶。2021/8/11 星期三15mgFN根据牛顿第二定律：根据牛顿第二定律：20
6、21/8/11 星期三16 地球可以看作一个巨大的拱型桥，其半径就地球可以看作一个巨大的拱型桥，其半径就是地球半径是地球半径R R（R=6400kmR=6400km），若汽车不断加速，），若汽车不断加速，则地面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，则地面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，支持力会变成零？支持力会变成零？此时司机处于完全失重状态。此时司机处于完全失重状态。2021/8/11 星期三17 生活中有很多运动都可以看作圆周运动，解决这类问题的关键就是（1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径；）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径；（2）进行受力分析，画出受力分析图）进行受力分
7、析，画出受力分析图;（3）求出在半径方向的合力，即向心力；）求出在半径方向的合力，即向心力；（4）用牛顿第二定律）用牛顿第二定律 结合匀速圆周结合匀速圆周 运动的特点列方程求解。运动的特点列方程求解。处理圆周运动问题的一般步骤：处理圆周运动问题的一般步骤：选准研究对象进行受力分析。选准研究对象进行受力分析。2021/8/11 星期三18五、离心运动五、离心运动2021/8/11 星期三191、离心运动：、离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。2、物体作离心运动的条件：2021/8/11 星期三20四.汽车在水平公路转弯1.由什么提供向心力?2.汽车转弯时为什么要减速?3.若已知车与地有、转弯的半径r,则汽车的速度应控制在什么范围？F汽车2021/8/11 星期三212021/8/11 星期三22