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粤教版物理高中必修第二册课件2.3 生活中的圆周运动离心现象及其应用

2022-11-25
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第三节生活中的圆周运动第四节离心现象及其应用 1..知道汽车在水平路面上转弯时的向心力以及转弯时减速慢行的道理。2.知道高速公路、铁路的弯道通常都设计成外高内低是为了向汽车、火车等提供转弯时所需的向心力。3.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。4.会分析小球通过竖直圆环最高点和最低点的向心力，知道小球能通过圆环最高点的条件。5.会用牛顿第二定律分析圆周运动。6.知道离心运动的概念及其产生条件。7.了解离心运动的防止和离心运动在生产生活中的应用，树立学以致用的观念。学习目标一、公路弯道1.汽车在水平公路上转弯时相当于在做圆周运动,此时向心力由车轮与路面间的静摩擦力来提供解得汽车转弯时的速度大小O 转弯速度过大引起的思考：当汽车转弯时,存在一个安全通过的最大速度,如果超过了这个速度,汽车将发生侧滑现象。改进措施:(1)增大转弯半径(2)增加路面的粗糙程度(3)最重要的一点:司机应该减速慢行!(4)增加路面高度差——外高内低如图所示,汽车在内低外高的倾斜路面转弯时,向弯道内侧倾斜,重力和地面支持力的合力指向弯道内侧.设弯道倾角为若此时合力F恰好可以提供汽车转弯所需向心力.根据牛顿第二定律,可得解得汽车转弯速度的大小上式表示,仅由重力和支持力的合力提供向心力时的汽车速度题1某高速公路弯道处设计为内侧低、外侧高的圆弧弯道，使路面与水平面有一倾角。当汽车在该弯道处沿侧向的摩擦力恰为零时，汽车转弯的速度为（）A.B.安全速度与汽车的质量有关C.=D.安全速度与汽车的质量无关AD【解析】A对，C错：当汽车在该弯道处沿侧向的摩擦力恰为零时，汽车受到的重力和支持力的合力提供向心力，故mgtanα=，解得v=。B错，D对：安全速度与汽车的质量无关。题2公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图，某公路急转弯处是一段圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势，则在该弯道处（）A.路面外侧高内侧低B.车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动C.车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D.当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小AC 二、铁路弯道观察：火车车轮的构造。思考：火车转弯时所需的向心力是由哪些力提供的？车轮的构造： [问题]：如果转弯处内外轨一样高，火车转弯需要的向心力由什么力来提供呢？火车转弯NFNG内轨外轨向心力由外侧轨道对车轮轮缘的弹力提供。缺点：火车质量很大，轮缘和外轨间的相互作用力很大，铁轨容易损坏、变形，发生危险。外轨对轮缘的弹力请设计一个方案，让火车既能安全通过弯道，又能减少轨道与轮缘的挤压？在实际火车与轨道设计中，利用轮缘挤压只能增加小部分的向心力；垫高外轨可增加较多的向心力。外内思考外轨略高于内轨（倾斜轨道）解决方案火车转弯时，外轨道应该适当垫高。使火车以一定速度通过弯道时，受到重力与支持力的合力恰好提供向心力，此时内轨和外轨同轮缘之间向心力完全由重力G和支持力FN的合力提供FN均无挤压。 1、轨道对轮缘无挤压，此时火车的速度为多大？θFNGOF合F合＝mgtanθθ限定速度临界速度： GFNθ①当时，F>O内轨对轮缘产生向外的弹力。F GFNθFmg，轨道半径越小，支持力越大。在最高点，有=，解得- 查看更多

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