高中物理 5.8 生活中的圓周運動課件 新人教版必修2.ppt
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5.8生活中的圓周運動,圓周運動的基本公式：,,an==ω2r=ωv,回顧,F合,"供需"平衡物體做勻速圓周運動,向心力公式的理解,從"供""需"兩方面研究做圓周運動的物體,,,一、鐵路的彎道,火車車輪結構圖,問題1：火車車輪與鐵軌的構造是怎樣的？,問題2：在平直軌道上勻速行駛的火車受幾個力作用？這幾個力的關系如何？,,G,FN,外軌對輪緣的彈力提供向心力,,,.,F,問題3：如果火車在水平彎道上轉彎，試分析其受力情況及向心力的來源。,此種方式的缺點是什么？如何解決這一問題？,,當外軌略高于內軌時,火車轉彎時所需的向心力是由G和FN的合力提供,火車受力分析如圖，,,,,,h,,F,L,,,火車規(guī)定的行駛速度,F=mgtanθ=,,(θ較小時tanθ=sinθ),若火車速度與設計速度不同會怎樣?,外側,內側,,,,θ,過大時：外側軌道與輪緣之間有彈力,過小時：內側軌道與輪緣之間有彈力,需要輪緣提供額外的彈力滿足向心力的需求,,,二、拱形橋,黃石長江大橋,瀘定橋,凹形橋,凸形橋,,2.分析汽車的受力情況,1.找圓心,圓心O,3.確定F合即Fn的方向,,4.列方程,注意公式中v用汽車過橋頂時的瞬時速度,情形一：凸形橋,,,Fn,,2.分析汽車的受力情況,1.找圓心,3.確定F合即Fn的方向,4.列方程,注意公式中v用汽車過橋底時的瞬時速度,情形二：凹形橋,,,+,Fn,比較三種橋面受力的情況,,,,,,最高點,最低點,失重,超重,汽車對橋面的壓力,例2.一輛質量m=2.0t的小轎車，駛過半徑R=90m的一段圓弧形橋面，重力加速度g=10m／s2．求：(1)若橋面為凹形，汽車以20m／s的速度通過橋面最低點時，對橋面壓力是多大?(2)若橋面為凸形，汽車以l0m／s的速度通過橋面最高點時，對橋面壓力是多大?(3)汽車以多大速度通過凸形橋面頂點時，對橋面剛好沒有壓力。,假設宇宙飛船質量為M，它在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員質量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們在地面上的重力．試求座艙對宇航員的支持力．此時飛船的速度多大?通過求解．你可以得出什么結論?,三、航天器中的失重現象,,此時航天員處于完全失重狀態(tài)。,解：以宇宙飛船和航天員為整體，根據牛頓第二定律,有：,,FN,再對航天員進行分析，可得：,思考：1、航天器在起動上升時，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？2、航天器在軌道正常運行時，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？,（1）航天器加速上升時,,,（2）航天器正常運行時，航天員受到地球引力和飛船坐艙的支持力合力提供向心力,,
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