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,圆周运动,*,*,生活中的圆周运动,水流星,是重力和漏斗壁对小球支持力的合力提供的,F,G,F,N,A,A,一、火车转弯,G,F,N,轮缘,铁轨,(,轨距,),一、铁路的弯道,1,、火车做匀速直线运动和匀速转弯运动状态是否相同？,G,F,N,F,弹,2,、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？,a,：此时火车车轮受五个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力，,牵引力，阻力。,b,：,外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。,轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！,3,、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？,例,1,、火车速度为,30m/s,，弯道的半径,R=900m,，火车的质量,m=810,5,kg,，转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大？,让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨对轮缘的挤压。,F,N,G,o,F,4,、为了减轻铁轨的受损程度，你能提出一些可行的方案吗？,G,F,N,F,火车拐弯,例,2,、若火车质量为,m,，转弯半径为,r,，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为,，请问火车的速度为多大？,F,N,G,F,知,:,当,v,=,v,0,时：,当,v,v,0,时：,当,v,G,，即汽车对桥的压力大于其所受重力，处于超重状态。,2,、汽车过凹桥时，在最低点时，车对凹桥的压力怎样？,二、拱形桥,1,、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？,v,二、拱形桥,汽车过凸桥,F,N,G,即汽车对桥的压力小于其所受重力，处于失重状态。,3,、汽车过凸桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？,v,二、拱形桥,(V,增大，压力减小，当,时，压力为零）,当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越小。当 时，压力,F,N,为零。处于完全失重状态。,4,、汽车过凸桥时，若汽车的运动速度变大，压力如何变化？,二、拱形桥,如下图所示，汽车的运动能用上面的方法求解吗？,说一说,F,牵,F,N,G,1,G,2,G,f,思考与讨论：,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？,三,.,航天器中的失重现象,在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中的宇航员，除了地球引力外，还可能受到飞船座舱对他的支持力,F,N,由,得,当时,座舱对他的支持力,F,N,=0,航天员处于完全失重状态,四、离心运动,A,做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。,返回,汽车转弯翻车,:,3,、用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内,当离心机转得比较慢时，缩口的阻力,F,足以提供所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动。当离心机转得相当快时，阻力,F,不足以提供所需的向心力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。,制作“棉花”糖的原理：,内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。,离心运动与向心运动,离心运动,：,0,F,合,F,n,供,需,注意：这里的,F,合,为沿着半径（指向圆心）的合力,物体做圆周运动要满足什么条件？,当,F,心合,=,F,n,，做圆周运动,当,F,心合,=0,或,F,心合,F,n,，做向心,(,近心,),运动,做离心运动,（用公式计算的）,F,N,G,二、凹桥,小结,一、火车转弯,:,v,F,N,F,合,G,当 时，压力,F,N,为零,。,航天员处于完全失重状态,三、凸桥,v,四、离心运动,A,做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。,返回,当,F,心合,=F,n,，做圆周运动,当,F,心合,=0,或,F,合,F,n,，做向心,(,近心,),运动,r,mg,F,静,O,F,N,O,O,F,T,mg,F,合,F,N,mg,几种常见的匀速圆周运动,mg,F,N,r,F,静,O,R,F,合,火车转弯,圆锥摆,转盘,滚筒,O,O,几种常见的圆周运动,F,N,mg,F,N,mg,v,2,R,mg,F,N,m,v,2,R,F,N,mg,m,v,v,F,N,圆台筒,F,合,O,r,mg,汽车过桥,1,、水平面内的圆周运动,（,1,）汽车转弯,N,G,f,五、生活中圆周运动实例分析,安全速率与,m,无关！,（,2,）火车转弯,向心力由重力,G,和支持力,N,的合力提供,.,G,N,F,安全速率与,m,无关！,若,vv,m,:,外,侧轨道,(,外轮,),受力,若,vv,m,:,内,侧轨道,(,内轮,),受力,2,、竖直面内的圆周运动,（,2,）水流星,O,mg,N,O,mg,N,练习,
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