2018-2019学年高中物理人教版必修2课件：第五章 曲线运动 第7节 生活中的圆周运动

FN
2、当 v＜ gR tanθ 时：
FN
O F G
θ
O G
θ
F
轮缘受到外轨向内的弹力场
赛道转弯
1、赛车道转弯处的特点？
2、为何要这样设计？
公路转弯
上海南浦大桥
崇明长江大桥
凹形路面
转化模型
拱形桥
凹形桥
汽车过桥
拱形桥
水平桥 F压＝FN＝mg
凹形桥
汽车过桥
课堂小结：
1、铁路的弯道
F合＝mg tanθ Fn= m 水平面圆周运动
v2
R
v＝ gR tanθ
竖直面圆周运动
2 v F压＝mg－m
2、汽车过桥
凸形桥： 凹形桥：
R
失重 超重
2 v F压＝mg + m R
课后思考
2 v ∴ mg－FN＝m R2 v ∴ F ＝mg－m
N 2 v Fn= m R
FN
mg 若汽车通过拱 桥的速度增大， 会出现什么情 况？ FN ＜mg 失重状态
R 由牛顿第三定律得
2 v F压＝mg－m
R
汽车过桥——拱形桥
FN ＝mg－m
FN
v2
R
mg 当FN = 0 时，出现飞车现象，汽车做平抛运动， 汽车及其中的物体处于完全失重状态。
1、汽车质量为m，通过 桥最高点速度为v，桥半 径为R，则在最高点汽 车对桥的压力为多大？ 2、汽车质量为m，通过 桥最低点速度为v，桥半 径为R，则在最低点汽 车对桥的压力为多大？
汽车过桥——拱形桥
汽车质量为m，通过桥 最高点速度为v，桥半径 为R，则在最高点汽车 对桥的压力为多大？
解：F合＝mg－FN
2 v mg＝m R
v＝ gR
汽车过桥——凹形桥
汽车质量为m，通过桥 最低点速度为v，桥半 径为R，则在最低点汽 车对桥的压力为多大？
解：F合＝FN－mg
2 v ∴ FN－mg＝m R 2 v ∴ F ＝mg + m
N 2 v Fn= m R
FN
mg
FN ＞mg 超重状态
R 由牛顿第三定律得
F压＝mg + m
车轮的构造
轮缘
思考与讨论：
1、火车转弯时是在做什么运动？ 2、是什么力提供向心力？
铁路的弯道——内外轨一样高
FN 外轨 内轨
O
F
G
外轨对轮缘的弹力提供向心力
思考：靠这种办法得到的向心力缺点是什么？
如何解决这一实际问题？
铁路的弯道——外轨高于内轨
解决方案
铁路的弯道——外轨高于内轨
方案剖析
1、轨道分析
θ
铁路的弯道——外轨高于内轨
方案剖析
1、轨道分析 2、受力分析 3、速度分析 G
θ
FN
θ
F合＝mg tanθ
F合
O
火车转弯时所 需的向心力
2 v Fn = m
F合＝ Fn
v＝ gR tanθ
速度会发生怎样的情况？
R
讨论：如果火车在转弯处的速度不等于规定的
铁路的弯道——外轨高于内轨
挤压轮缘分析
1、当 v＞ gR tanθ 时：
v2
R
转化模型
拱形桥
凹形桥
学以致用
学以致用
学以致用
学以致用
乘坐如图所示游乐园的过山车时，
质量为m的人随车在竖直平面内沿
圆周轨道运动，正确的是（ C ）
A、人在最高点和最低点时的向心
加速度相等 B、车在最高点时人处于倒坐状态， 全靠保险带拉住，若没有保险带，人一定会掉下去 C、人在最低点时对座位的压力大于mg
5.7 生活中的圆周运动
知 识 准 备：
1、向心力的特点：方向始终指向圆心，与速度 垂直。
2、向心力的作用：改变速度的方向。
2 v 3、向心力的大小：Fn= m R =mω2R
4、向心力的来源： 可以由几个力的合力、某一个 力或某一个力的分力来提供。
思考与讨论：
在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力 的作用？这几个力的关系如何？