§5.7生活中的圓周運動

-----------火車轉彎問題分析復習：2、向心力的公式？F合=F向1、物體做勻速圓周運動的條件是什么？方向：指向圓心實例研究——汽車轉彎問題1：汽車勻速在水平路面上轉彎時，受哪幾個力的作用？向心力是由誰提供？汽車勻速在水平路面上轉彎時的向心力f靜●橫向摩擦力提供向心力！！●切向摩擦力跟牽引力平衡(勻速轉彎)v俯視圖:F牽f切GNF牽f切f靜問題2：要想汽車在水平彎道上能夠安全轉彎，必須滿足的條件是什么？問題3：汽車剛好能夠安全轉彎的速度是多少？問題4：同學們能不能給出一些增大汽車轉彎安全性的建議？減速慢行、增大輪胎的摩擦力等問題5：仔細觀察下面的圖片，研究工程師們設計的:公路彎道有什么特點？并思考為什么要這樣設計？ffGFNF合結論將路面傾斜的原因是讓支持力與豎直方向成一角度，這樣讓重力和支持力的合力提供部分向心力，減小靜摩擦力的負擔。火車轉彎問題1：火車車輪與鐵軌的構造是怎樣的？輪緣問題2：假設火車在水平彎道上勻速轉彎，分析此時火車的受力情況，并找出是什么力提供火車轉彎的向心力。火車受重力、支持力GFNF向心力由外軌給輪緣的支持力提供。外軌給輪緣的支持力問題3：實際中的鐵路彎道是如何設計的？為什么要這樣設計？實際鐵路彎道是傾斜的，外軌高于內軌。讓重力和支持力的合力提供部分向心力。αFNF合mgα火車實際受力情景：外內GF合要想使輪緣與內外軌道間均無相互擠壓，轉彎速度應滿足什么條件？輪緣與內、外軌道之間均無擠壓FN如果火車轉彎時V>V限，會有什么后果？如果火車轉彎時V<V限，會有什么后果？全體討論：火車彎道車速過大發生側翻事故輪緣與內、外軌道之間均無擠壓輪緣擠壓外軌道輪緣擠壓內軌道綜上所述，為保護軌道，火車轉彎時的速度應盡可能控制在___________左右！小結：火車在外高內低的軌道轉彎時，若：在水平鐵路轉彎處，往往使外軌略高于內軌，這是為了()A．減輕火車輪子擠壓外軌

B．減輕火車輪子擠壓內軌

C．使火車車身傾斜，利用重力和支持力的合力提供轉彎所需向心力

D．限制火車向外脫軌ACD練一練如圖所示，若火車按規定速率轉彎時，內、外軌對車輪均無側向壓力，則火車以小于規定速率轉彎時（）A.僅內軌對車輪有側壓力B.僅外軌對車輪有側壓力

C.內、外軌對車輪都有側壓力D.內、外軌對車輪均無側壓力練一練A汽車過拱橋質量為m的汽車以恒定的速率v通過半徑為r的拱橋,如圖所示,求汽車在橋頂時對路面的壓力是多大?實例研究——汽車過橋拱形橋問題1：分析汽車過拱形橋至橋頂時的受力情況及向心力來源。汽車在最高點時受重力和支持力，向心力由重力與支持力的合力提供問題2：汽車過拱形橋最高點時對橋面的壓力的大小與自身重力的大小關系是怎樣的？這是一種怎樣的狀態？解:汽車通過橋頂時,受力如圖:mgFNOr由牛頓第二定律:由牛頓第三定律:FfF失重問題3：當汽車在最高點對橋的壓力為0時，汽車的速度是多大？這又是一種怎樣的狀態？此時人對座椅的壓力是多大？從該時刻以后，汽車將做什么運動？還能沿橋面做圓周運動下橋嗎？完全失重狀態人對座椅的壓力也是0，人也處于完全失重狀態汽車將做平拋運動，不能沿橋面下橋了你見過凹形橋嗎?瀘定橋

拓展:質量為m的汽車以恒定的速率v通過半徑為r的凹形橋面,如圖所示,求汽車在最低點時對橋面的壓力是多大?解:汽車通過底部時,受力如圖:GFN由牛頓第二定律:由牛頓第三定律：FFf超重GFNGFN’失重超重aa最高點最低點研究圓周運動的要點從“供”“需”兩方面來進行研究“