文档介绍：8、生活中的圆周运动
第五章曲线运动
知识回顾
向心力
方向:总是指向圆心
大小:
物体做圆周运动时,需要有向心力
观看《环球飞车》
火车以半径R在水平轨道上转弯,火车质量为
M,速度为v。分析火车的向心力情况。
实例研究1——火车转弯
实例研究1——火车转弯
N
G
FN
向心力由外侧轨道对车
轮轮缘的挤压力提供.
研究讨论:
1、如何减轻火车对轨道的侧压力?
N
火车以半径R= 900 m转弯,火车质量为8×105kg ,速度为30m/s,火车轨距l= m,为了使铁轨不受轮缘的挤压,轨道应该垫的高度h?
FN
mg
Fn
θ
h
由力的关系得:
由向心力公式得:
由几何关系得:
解:火车做圆周运动
=
≈ tanθ
研究与讨论
3、若火车速度与设计速度不同会怎样?
外侧
内侧
F
θ
过大时:外侧轨道与轮之间有弹力
过小时:内侧轨道与轮之间有弹力
需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求
FN`
FN`
FN
mg
F
“供需”平衡物体做匀速圆周运动
提供物体做匀速圆周运动的力
物体做匀速圆周运动所需的力
向心力公式的理解
=
从“供”“需”两方面研究做圆周运动的物体
研究与讨论
3、若火车速度与设计速度不同会怎样?
外侧
内侧
F
θ
过大时:外侧轨道与轮之间有弹力
过小时:内侧轨道与轮之间有弹力
需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求
4、若火车车轮无轮缘,火车速度过大或过小时将发生什么现象?
过大时:火车向外侧运动
过小时:火车向内侧运动
FN
mg
离心
向心