高一物理必修2_生活中的圆周运动_ppt

当 v=
G
gr 时，压力FN为零。
航天员处于完全失重状态
四、离心运动
A
做圆周运动的物 体，在所受合外力突 2 然消失或不足以提供 F < mr w 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。
F= 0
F = mrw2
当F合= Fn，做圆周运动
当F合=0 或F合< Fn时，做离心运动 当F合> Fn，做向心(近心)运动
2
做圆周运动的物体，在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，就做逐渐 远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。
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体做圆周运动要满足什么条件？
受到的F心合：指向圆心方向的合力
v 圆周运动需要的： Fn = m r
当F心合= Fn，做圆周运动 当F心合=0 或F心合< Fn时
2
做离心运动
例1、火车速度为30m/s，弯道的半径 R=900m，火车的质量m=8×105kg，转弯时轮缘 对轨道侧向的弹力多大？
v 5 Fn = m 8 10 N r
轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨 和车轮极易受损！
2
4、为了减轻铁轨的受损程度，你能提出 一些可行的方案吗？ F
N
F
o
G
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。
例2、若火车质量为m，转弯半径为r， 要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾 角为θ ，铁轨长为L，外轨高度为H，请 问火车的速度为多大？
L H
θ
θ(
讨论:由
知:当v=v0时： 轮缘不受侧向压力 当v>v0时：
v0 = gr tan
F弹
F弹
轮缘受到外轨向内的挤压力 当v<v0时：
轮缘受到内轨向外的挤压力
当F合> Fn，做向心(近心)运动
小结
v gr tan
二、凹桥
v mg tan m r
一、火车转弯:
2
v tan gr
FN
2
v FN = G + m r
v FN - G = m r
2
2
v
FN > G，
G
三、凸桥
v FN - G = m r
2
FN
2
v
v FN = G - m r
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§6.8 生活中的圆周运动
一、铁路的弯道
1、火车的结构
轮缘
铁轨
2、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁 轨如何对火车提供水平方向的向心力？ F
N
G
F弹
a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。
b：外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。
3、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？
二、拱形桥
1、汽车过凸桥时，在最高点时，车对凸桥 FN 的压力是怎样的？ v 2
v mg - FN = m r
v FN = mg - m r
2
G
FN<G 即汽车对桥的压力小于其所受重力， 处于失重状态。
二、拱形桥
1、汽车过凹桥时，在最低点时，车对凹桥 FN 的压力怎样？
v FN - G = m r
• 在绕地球做匀速圆周运动的宇 宙飞船中的宇航员，除了地球 引力外，还可能受到飞船座舱 由 对他的支持力F 2N 2
得 mg - F = m v N
r
v FN = mg - m r
当 v = gr 时,座舱对他的支持力FN=0, 航天员处于完全失重状态
六、离心运动
F= 0
F < mrw
2
A
F = mrw
v FN = G + m r
2
2
v
G
FN>G，即汽车对桥的压力大于其所受重力， 处于超重状态。
二、拱形桥
4、若汽车的运动速度变大，压力如何变 化？
v FN = G - m r
2
当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压 力越小。当 v = gr 时，压力FN为零。
处于完全失重状态。
三.航天器中的失重现象