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课件网) 第四节 生活中的圆周运动 第六章 圆周运动 目录 素养目标 01 课程导入 02 新课讲解 03 总结归纳 04 课堂练习 05 素养目标 1.会分析火车转弯、汽车过拱桥等实际运动问题中向心力的来源,能解决生活中的圆周运动问题 2.了解航天器中的失重现象及原因 3.观察生活中的离心现象,知道离心运动产生的原因,了解其在生活中的应用,并知道离心运动所带来的危害 在铁路弯道处,稍微留意一下,就能发现内、外轨道的高度略有不同;赛车选手在过弯时都会尽量抢占弯道内侧。你能解释其中的原因吗? 新课讲解 过山车 悠悠球 秋千 旋转木马 生活中的圆周运动还有哪些? 下面我们借助几个例子分析圆周运动。 一、火车转弯 观察汽车过弯和火车转弯,你发现了什么嘛?它们的轮胎有什么特别的地方吗? 与汽车轮胎不同的是,火车的车轮上有突出的轮缘。 火车的车轮上会什么会设置轮缘呢,想一想它的作用。 轮缘 轮缘的作用 由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的,且由于火车质量很大,故轮缘和外轨间的相互作用力很大,易损坏铁轨 F 火车转弯时,外侧车轮的轮缘挤压外轨,使外轨发生弹性形变,外轨对轮缘的弹力是火车转弯所需向心力的主要来源 思考一下:铁路弯道处,外轨略高于内轨有什么作用? 转弯所需的向心力由火车所受支持力FN与自身重力G的合力提供 FN G F合 θ 外轨略高于内轨 O O G FN F合 θ θ F合=mg tanθ 轨道对轮缘无挤压,此时火车的速度为多大? 火车转弯时所需的向心力 Fn = m v2 R v= gR tanθ 若火车的速度大于或小于这个值时,轨道对轮缘有挤压吗? 质量为m的火车转弯时,做匀速圆周运动的轨道半径为r,轨道的倾角为θ,求火车速度多大时对轨道无侧向压力。 火车转弯规定临界速度: 经典例题 质量为m的火车转弯时,做匀速圆周运动的轨道半径为r,轨道宽L,高度差为h,求火车速度多大时对轨道侧向无压力。 思考: ①如果v行驶>v临界,情况如何? ②如果v行驶
mg 汽车对桥的压力大于其所受重力,即处于超重 用实验模拟汽车过桥 地球可以看做一个巨大的拱形桥,桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况:速度大到一定程度时,地面对车的支持力为零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少? 思考与讨论 FN mg a 三、航天器中的失重现象 1、航天器在发射升空(加速上升) 航天器在发射升空(加速上升)时:FN-mg =ma FN=ma+mg 航天员处在超重状态。 2、航天器绕地球做匀速圆周运动时 当飞船距地面高度为 100 200 km 时,它的轨道半径近似等于地球半径 R,航天员受到的地球引力近似等于他在地面受到的重力mg。 除了地球引力外,航 ... ...