《生活中的圓周運動》PPT課件.ppt
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5.8 生活中的圓周運動,受力分析:,Ff,提供向心力,火車以半徑R = 300m 在水平軌道上轉(zhuǎn)彎,火車質(zhì)量為8105 kg,速度為30m/s。鐵軌與車輪之間的動摩擦因數(shù)μ=0.25。,,,向心力由軌道指向圓心的靜摩擦力提供,代入數(shù)據(jù)可得: Ff =2.4106N,但軌道提供的靜摩擦力最大值: Ff靜m=μmg=1.96106N,,,“供需”不平衡,如何解決?,,輪緣與外軌間的相互作用力太大,鐵軌和車輪極易受損!,,外軌對輪緣的水平彈力提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力,這種方法在實際中可取嗎?為什么?,例、火車速度為30m/s,彎道的半徑R =900m,火車的質(zhì)量m =8105kg,轉(zhuǎn)彎時輪緣對軌道側(cè)向的彈力多大?,F =8105N,賽道的設(shè)計,當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時,火車受力,垂直軌道面的支持力N,火車向心力的來源,由G和N的合力提供,,,,h,,豎直向下的重力G,彎道的圓心在哪兒?,,,,h,,,,,h,,,N,,,,h,,,F,,如圖,斜面軌道傾角為θ,轉(zhuǎn)彎半徑R,要使車輪對內(nèi)外軌都無壓力,質(zhì)量為m的火車運行的速率應(yīng)該多大?,,,火車拐彎應(yīng)以規(guī)定速度行駛,,G,火車行駛速率vv規(guī)定,當(dāng)火車行駛速率vv規(guī)定時,當(dāng)火車行駛速率vv規(guī)定時,,G,,N,,N′,火車行駛速率vv規(guī)定,,G,,N,,N′,外軌對輪緣有側(cè)壓力,內(nèi)軌對輪緣有側(cè)壓力,列車速度過快,造成翻車事故,,FNG,即汽車對橋的壓力大于其所受重力,處于超重狀態(tài)。,2、汽車過凹橋,在最低點時,車對凹橋的壓力怎樣?,1、汽車靜止在橋上與通過橋時的狀態(tài)是否相同?,FNG 即汽車對橋的壓力小于其所受重力,處于失重狀態(tài)。,3、汽車過凸橋時,在最高點時,車對凸橋的壓力又怎樣?,,當(dāng)汽車行駛速度越大,汽車對橋面的壓力越小。當(dāng) 時,壓力FN為零。處于完全失重狀態(tài)。,4、若汽車的運動速度變大,壓力如何變化?,思考與討論: 地球可以看做一個巨大的拱形橋,橋面的半徑就是地球的半徑。地面上有一輛汽車在行駛。 根據(jù)上面的分析,汽車速度越大,地面對它的支持力就越小。會不會出現(xiàn)這樣的情況:速度大到一定程度時,地面對車的支持力是零?這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少?……,在航天器中所有和重力有關(guān)的儀器都無法使用!,彈簧測力計無法測量物體的重力,,無法用天平測量物體的質(zhì)量,,但仍能測量拉力或壓力的大小。,利用完全失重條件的科學(xué)研究,液體呈絕對球形,制造理想的滾珠,制造泡沫金屬,課堂練習(xí),1、質(zhì)量 m=100t的火車在軌道上行駛,火車內(nèi)外軌連線與水平面夾角為370 ,彎道半徑R=30m。 (南)(1)當(dāng)火車的速度v1=10m/s時,軌道何處受側(cè)壓力?方向如何? (中)(2)當(dāng)火車的速度v2=15m/s時,軌道何處受側(cè)壓力?方向如何? (北)(3)當(dāng)火車的速度v3=20m/s時,軌道何處受側(cè)壓力?方向如何?,課堂練習(xí),2、一輛質(zhì)量 m=2.0t的小轎車,駛過半徑R=100m的一段圓弧形橋面。 (南)(1)若橋面為凹形,汽車以20m/s通過橋面最低點時,對橋面的壓力是多大? (中)(2)若橋面為凸形,汽車以10m/s通過橋面最高點時,對橋面的壓力是多大? (北)(3)汽車以多大速度凸形橋面頂點時,對橋面剛好沒有壓力?,開放設(shè)計,一高速公路設(shè)計運行時速為108km/h,其中一轉(zhuǎn)彎處設(shè)計圓弧半徑為300m。已知汽車輪胎與地面的最大靜摩擦因數(shù)為0.25,請你為該處路面提供設(shè)計方案。,謝謝!,5-8 生活中的圓周運動,一、鐵路的彎道: 1、水平軌道:彈力提供向心力 2、斜面軌道:重力與支持力的合力提供向心力 二、拱形橋: 1、凹形橋: ——超重 2、凸形橋: ——失重 三、航天器中的失重現(xiàn)象: 時, ——完全失重,,,,,,,,板書設(shè)計,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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