人教版高中物理必修二《生活中的圓周運(yùn)動》圓周運(yùn)動PPT教學(xué)課件,共22頁。
火車轉(zhuǎn)彎時的運(yùn)動是圓周運(yùn)動
分析火車的運(yùn)動回答下列問題
軌道水平時,火車受重力、支持力、軌道對輪緣的彈力、向后的摩擦力,向心力由軌道對輪緣的彈力來提供.
總結(jié)
向心力來源:向心力幾乎完全由重力G和支持力N的合力提供F=mgtanα.
規(guī)定速度:
R為彎道半徑,α為軌道所在平面與水平面的夾角,v0為彎道規(guī)定的速度
當(dāng)v=v0時,F(xiàn)=F合,這時內(nèi)、外軌均無側(cè)壓力,這就是設(shè)計的限速狀態(tài)
當(dāng)v>v0時,F(xiàn)>F合,這時外軌對車輪有側(cè)壓力,以彌補(bǔ)向心力不足的部分
當(dāng)v<v0時,F(xiàn)<F合,這時內(nèi)軌對車輪有側(cè)壓力,以抵消向心力過大的部分
運(yùn)動特點(diǎn):火車轉(zhuǎn)彎時做圓周運(yùn)動,具有向心加速度,需要向心力
鐵路彎道的特點(diǎn):轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌,鐵軌對火車的支持力斜向彎道的內(nèi)側(cè),此支持力與火車所受重力的合力指向圓心,為火車轉(zhuǎn)彎提供了一部分向心力.
汽車過拱形橋
質(zhì)量為m的汽車在拱形橋上以速度v行駛,若橋面的圓弧半徑為R,畫出汽車受力分析圖,汽車的重力與汽車對橋的壓力誰大?
汽車對橋的壓力N′<汽車的重力mg
壓力隨汽車速度的增大而減小
旋轉(zhuǎn)秋千
“旋轉(zhuǎn)秋千”的運(yùn)動可簡化為圓錐擺模型,當(dāng)小球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動時,回答下列問題:
(1)小球受到幾個力的作用?什么力提供小球做圓周運(yùn)動的向心力?
(2)小球在水平方向上有無加速度?在豎直方向有無加速度?
(3)“旋轉(zhuǎn)秋千”纜繩與中心軸的夾角與所乘坐人的質(zhì)量有關(guān)嗎?
向心力:做圓錐擺運(yùn)動的小球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動的向心力是由其受到的重力和懸線拉力T的合力F合提供,
F合=mgtanα
動力學(xué)方程
mgtan α=mω2lsinα
圓錐擺的周期
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