4.3 向心力的实例分析 —鲁科版高中物理必修二课件(共37张PPT).ppt

思考：实际中桥都建成哪种拱形桥？为什么？ 游乐场的过山车 v r 二、竖直平面内的圆周运动实例分析 (2)汽车过凹桥时，在最低点时，车对凹桥的压力怎样？ v FN 　　FN>G，即汽车对桥的压力大于其所受重力，处于超重状态，容易引发爆胎。 1.过凹形桥 (1)汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？ G 例2：质量为5kg的物体沿着半径为2m的半球形金属内壁下滑至最低点时的速度为10m/s。若物体与球壳之间的动摩擦因数为0.2，求物体在最低点时，受到的摩擦力的大小 。 　　汽车过凸桥时，在最高点时，车对凸桥的压力又怎样？ v G FN FN<G 即汽车对桥的压力小于其所受重力，处于失重状态，不易控制。 2.过凸形桥 做圆周运动的物体一定要受到一个始终指向圆心的向心力的作用。 向心力可以由一个力或几个力的合力提供，也可能是某个力的分力提供。 复习： 水平路面上转弯(圆周运动) G N f G N 汽车转弯 1.汽车在平直轨道上行驶与转弯时有何不同？ zxxk 在平直轨道上汽车做直线运动，受到的合力为零或者与速度方向在同一直线上。 转弯时做曲线运动，需要向心力。 2.那么由什么力为汽车提供向心力呢？ 摩擦力f 当转弯过快或转弯半径太小时，摩擦力不足以提供汽车转弯时所需向心力。这时候汽车将发生事故。 设汽车沿半径为R的水平圆形跑道以匀速率v行驶，若汽车与路面的动摩擦因数为? ，要使汽车不侧滑，则汽车行驶的最大速率是多少？ 解： 一、转弯时的向心力实例分析 1.汽车拐弯 (1)潮湿路面或者路面有沙粒易出现交通事故，原因：______________ 。 (2)急弯易出现交通事故，原因_______。 思考与讨论 由 分析 ： v≤ 减小 R减小 G N N G 让汽车换个弯道匀速转弯 F G N N G 如何才能减少交通事故？ F 如果由这个合力F为汽车转弯提供向心 则： 此时，不需摩擦力提供向心力，汽车能够安全转弯。这个理想的转弯速度取决于弯道的半径和倾角。 1、内外轨道一样高时： F 向心力 F 由外侧轨道对铁轨 的压力提供 火车速度较快时，容易翻车！ G N F合 铁路的弯道通常外高内低，当车速按照规定速度行驶，火车与铁轨之间无挤压，有利于保养铁轨。求火车转弯的规定速度？ F合=F向 通过弯道的规定速度取决于弯道的半径和倾角。 2.火车拐弯 讨论火车转弯时所需向心力 1、内外轨道一样高时： F 向心力 F 由外侧轨道对铁轨 的压力提供 火车速度较快时，容易翻车！ 当外轨略高于内轨时： 火车受力： G N F 火车的向心力： 当 时，车轮对内外轨都无压力。 在外轨略高于内轨时，火车转弯时的速度 v G N F 火车的向心力： 由G和N的合力提供 (1)当 时，车轮 对内外轨都无压力。 火车行驶速率v>v规定 （2）当火车行驶速率v>v规定时， （3）当火车行驶速率v<v规定时， G N N‘ 火车行驶速率v<v规定时 G N N’ 外轨对轮缘有侧压力； 内轨对轮缘有侧压力。 例1:火车转弯时轨迹的半径R= 900m，火车质量为8×105kg，火车两轨间距l=1.4 m，两轨高度差h=0.14m，给你一块路牌来限制火车速度，要使火车转弯时所需向心力完全由重力和支持力的合力来提供，这块路牌上速度应填多少？ （θ较小时可认为tanθ=sinθ） N G F合 解圆周运动问题的基本步骤： 1.确定做圆周运动的物体为研究对象 2.确定圆周运动的轨道平面、圆心位置和半径 3.受力分析找出向心力（半径方向的合力） 4.选择规律列方程求解