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生活中的圓周運(yùn)動

水平面的圓周運(yùn)動知識回顧物體做圓周運(yùn)動時(shí)，受力有何共同點(diǎn)物體要受到指向圓心的向心力向心力的特點(diǎn)方向：總是指向圓心大小：分析做圓周運(yùn)動的物體受力情況OmgFNFfOmgFN提供向心力受力分析FfFN+mgF“供需”平衡

物體做勻速圓周運(yùn)動提供物體做勻速圓周運(yùn)動的力物體做勻速圓周運(yùn)動所需的力向心力公式的理解=從“供”“需”兩方面研究做圓周運(yùn)動的物體觀看影片注意觀察：賽車易發(fā)事故點(diǎn)在什么地方？水平彎道和凸形路面本節(jié)課內(nèi)容

水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動（僅限最高點(diǎn)和最底點(diǎn)）水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(火車轉(zhuǎn)彎為例)火車水平轉(zhuǎn)彎時(shí)情況分析（內(nèi)外軌道一樣高）F由鐵軌彈力F提供車輪介紹車輪介紹實(shí)例研究1——火車過彎火車以半徑R=300m在水平軌道上轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為8×105kg，速度為30m/s。鐵軌與輪之間的動摩擦因數(shù)μ=0.25。OmgFNFf設(shè)向心力由軌道指向圓心的靜摩擦力提供代入數(shù)據(jù)可得：Ff=2.4×106N但軌道提供的靜摩擦力最大值：Ff靜m=μmg=1.96×106N“供需”不平衡，如何解決？研究與討論1、請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案讓火車沿軌道安全通過彎道？實(shí)際火車與軌道設(shè)計(jì)中，利用輪緣可增加小部分的向心力；墊高外軌可增加較多的向心力。火車受力垂直軌道面的支持力FNFN火車的向心力來源由G和FN的合力提供h豎直向下的重力GGF實(shí)例研究1——火車過彎當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)賽道的設(shè)計(jì)FNhFL如圖所示，已知h,L,轉(zhuǎn)彎半徑R,車輪對內(nèi)外軌都無壓力,質(zhì)量為m的火車運(yùn)行的速率應(yīng)該多大?火車拐彎應(yīng)以規(guī)定速度行駛例題研究與討論3、若火車速度與設(shè)計(jì)速度不同會怎樣？外側(cè)內(nèi)側(cè)Fθ過大時(shí)：外側(cè)軌道與輪之間有彈力過小時(shí)：內(nèi)側(cè)軌道與輪之間有彈力需要輪緣提供額外的彈力滿足向心力的需求。FN`FN`4、若火車車輪無輪緣，火車速度過大或過小時(shí)將向哪側(cè)運(yùn)動？過大時(shí)：火車向外側(cè)運(yùn)動過小時(shí)：火車向內(nèi)側(cè)運(yùn)動FNmg離心向心思維拓展及應(yīng)用

3、你觀察過高速公路轉(zhuǎn)彎處的路面情況嗎?高速公路轉(zhuǎn)彎處也是外高內(nèi)底（并且超車道比主車道更加傾斜）1、山區(qū)鐵路彎道過多，火車能否大面積提速？2、賽車影片中，若減少水平彎道處事故，你怎樣設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)彎處的路面?向心、圓周、離心運(yùn)動“供”“需”是否平衡決定物體做何種運(yùn)動供提供物體做圓周運(yùn)動的力需物體做勻速圓周運(yùn)動所需的力F=勻速圓周運(yùn)動F<離心運(yùn)動F>向心運(yùn)動列車速度過快，造成翻車事故研究圓周運(yùn)動的要點(diǎn)從“供”“需”兩方面來進(jìn)行研究“供”——分析物體受力，求沿半徑方向的合外力“需”——確定物體軌道，定圓心、找半徑、用公式，求出所需向心力“供”“需”平衡做圓周運(yùn)動練習(xí)1電影片斷中的問題在《頭文字D》中，周杰倫飾演的角色是如何超過前面的賽車？請用今天所學(xué)的知識解釋。練習(xí)2飛車走壁摩托車飛車走壁，請分析受力情況，解釋現(xiàn)象練習(xí)3、求路面與水平面的夾角練習(xí)4、最佳方案火車以半徑R=900m轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為8×105kg，速度為30m/s，火車軌距l(xiāng)=1.4m，要使火車通過彎道時(shí)僅受重力與軌道的支持力，軌道應(yīng)