汽車火車轉(zhuǎn)彎分析

1、第四章第四章 圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)第三節(jié)第三節(jié) 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析教材：魯科版必修二教材：魯科版必修二一、汽車轉(zhuǎn)彎一、汽車轉(zhuǎn)彎Nmgf問問 題：題： 什么力充當(dāng)汽車轉(zhuǎn)什么力充當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎需要的向心力？彎需要的向心力？ 結(jié)結(jié) 論：論： 地面對(duì)汽車的摩擦力提地面對(duì)汽車的摩擦力提供了汽車轉(zhuǎn)彎的向心力供了汽車轉(zhuǎn)彎的向心力 如果你是一名司機(jī)，過如果你是一名司機(jī)，過彎時(shí)需要注意什么？彎時(shí)需要注意什么？思思 考：考：rvmf2二、火二、火 車車 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 彎彎F1、若內(nèi)外軌等高，外、若內(nèi)外軌等高，外 軌對(duì)輪緣的側(cè)壓力軌對(duì)輪緣的側(cè)壓力 提供向心力提供向心力火車轉(zhuǎn)彎時(shí)什么火車轉(zhuǎn)彎時(shí)什么力提供向心

2、力？力提供向心力？思思 考：考：F思考：火車以多大速度思考：火車以多大速度 過彎最理想呢？過彎最理想呢？rvmmg2tantanrgv 即tan2rgv 即分析：分析：NFmg 汽車靜止在橋頂與通過橋汽車靜止在橋頂與通過橋 頂受力情況是否相同？頂受力情況是否相同？ 思思 考：考：汽車過拱橋橋頂?shù)南蛐钠囘^拱橋橋頂?shù)南蛐牧τ墒裁戳μ峁?？力由什么力提供？分?析：析：NmgNmgrvmNmg2討討 論：論：汽車過橋時(shí)需要有速度限制嗎？汽車過橋時(shí)需要有速度限制嗎？經(jīng)凸橋最高點(diǎn)時(shí)經(jīng)凸橋最高點(diǎn)時(shí)Nmg當(dāng)當(dāng) 時(shí)，汽車對(duì)橋面無壓力時(shí)，汽車對(duì)橋面無壓力 grv rvmNmg22、汽車過凹形橋：、汽車過凹形橋：

3、汽車靜止在橋底與通過橋汽車靜止在橋底與通過橋 底受力情況是否相同？底受力情況是否相同？ 思思 考：考：汽車通過橋底時(shí)的向心力汽車通過橋底時(shí)的向心力 由什么力提供？由什么力提供？分分 析：析：VmgmgN四、解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的基本步驟四、解決圓周運(yùn)動(dòng)問題的基本步驟4、牛頓第二定律列方程求解。、牛頓第二定律列方程求解。rmF21、確定研究對(duì)象、確定研究對(duì)象2、確定軌道平面，找出圓心和半徑。、確定軌道平面，找出圓心和半徑。3、受力分析，判斷哪些力提供向心力。、受力分析，判斷哪些力提供向心力。rvmF2rTmF224 小小 結(jié)結(jié)解決圓周解決圓周運(yùn)動(dòng)問題運(yùn)動(dòng)問題關(guān)鍵在于關(guān)鍵在于找出向心找出向心力的來源力

4、的來源 汽車轉(zhuǎn)彎汽車轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎汽車過橋汽車過橋rmF2rvmF2rTmF224一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的汽車沿轉(zhuǎn)彎半徑為的汽車沿轉(zhuǎn)彎半徑為40m40m的水平公路面轉(zhuǎn)彎的水平公路面轉(zhuǎn)彎, ,若路面對(duì)若路面對(duì)車的最大靜摩擦力為車重的車的最大靜摩擦力為車重的0.50.5倍倍為使汽車順利轉(zhuǎn)彎而不滑動(dòng)的車為使汽車順利轉(zhuǎn)彎而不滑動(dòng)的車速最大值多少？速最大值多少？例題：例題：例題、一輛質(zhì)量為例題、一輛質(zhì)量為1000kg1000kg的賽車正以的賽車正以 14m/s 14m/s 的速度進(jìn)入一個(gè)圓形跑道的速度進(jìn)入一個(gè)圓形跑道, , 已知跑道半徑為已知跑道半徑為50m,50m,求：求：（2 2）當(dāng)天氣晴朗時(shí)

5、）當(dāng)天氣晴朗時(shí), ,賽車和路面之間賽車和路面之間 的摩擦系數(shù)是的摩擦系數(shù)是0.60,0.60,問比賽過程問比賽過程 中賽車是否能順利通過彎道中賽車是否能順利通過彎道? ?（3 3）在雨天時(shí)）在雨天時(shí), ,賽車和路面之間的摩賽車和路面之間的摩 擦系數(shù)是擦系數(shù)是0.25,0.25,問比賽過程中賽問比賽過程中賽 車是否能順利通過彎道車是否能順利通過彎道? ?（1 1）此賽車轉(zhuǎn)彎所需的向心力是多大）此賽車轉(zhuǎn)彎所需的向心力是多大? ?例題：例題：飛行速度為飛行速度為100m/s的飛的飛機(jī)在高空沿半徑為機(jī)在高空沿半徑為r=200m的豎的豎直面內(nèi)圓軌道俯沖到最低點(diǎn)時(shí)，直面內(nèi)圓軌道俯沖到最低點(diǎn)時(shí)，m=70kg

6、的飛行員對(duì)坐椅的壓力的飛行員對(duì)坐椅的壓力是多大？（是多大？（g=10m/s2）例題：例題：市內(nèi)公共汽車在到達(dá)路口轉(zhuǎn)彎前，市內(nèi)公共汽車在到達(dá)路口轉(zhuǎn)彎前，車內(nèi)廣播中就要播放錄音：車內(nèi)廣播中就要播放錄音：“乘客們請(qǐng)注乘客們請(qǐng)注意，前面車輛轉(zhuǎn)彎，請(qǐng)扶好扶手意，前面車輛轉(zhuǎn)彎，請(qǐng)扶好扶手”，這樣，這樣可以（）可以（）、提醒包括坐著、站著的全體乘客拉好、提醒包括坐著、站著的全體乘客拉好扶手以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向前傾倒扶手以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向前傾倒、提醒包括坐著、站著的全體乘客拉好、提醒包括坐著、站著的全體乘客拉好扶手以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向后傾倒扶手以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向后傾倒、主要提醒站著的乘客拉好扶手以免車、主

7、要提醒站著的乘客拉好扶手以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向軌道外側(cè)傾倒輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向軌道外側(cè)傾倒、主要提醒站著的乘客拉好扶手以免車、主要提醒站著的乘客拉好扶手以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向軌道內(nèi)側(cè)傾倒輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向軌道內(nèi)側(cè)傾倒例題：例題：質(zhì)量為質(zhì)量為m的木塊從半徑為的木塊從半徑為R的的半球形的碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過半球形的碗口下滑到碗的最低點(diǎn)的過程中，如果由于摩擦力的使用使得木程中，如果由于摩擦力的使用使得木塊的速率不變，如圖所示，那么（塊的速率不變，如圖所示，那么（ ） D木塊下滑過程中的加速度木塊下滑過程中的加速度 大小不變，方向始終指向大小不變，方向始終指向 球心球心 A因?yàn)樗俾什蛔?，所以木塊的加速度為零因?yàn)樗俾什蛔?，所以木塊的加速度為零 B木塊下滑過程中所受的合外力越來越大木塊下滑過程中所受的合外力越來越大 C木塊下滑過程中所受的摩擦大小不變木塊下滑過程中所受的摩擦大小不變D例題：例題：在長(zhǎng)為在長(zhǎng)為L(zhǎng) L的細(xì)繩下拴一質(zhì)量為的細(xì)繩下拴一質(zhì)量為m m的的 小球，繩的上端固定，使小球在小球，繩的上端固定，使小球在 水