1、生活中的圆周运动,1、物体做匀速圆周运动时，所受合力方向如何，合力和向心力什么关系？2、向心力的特点： 方向：大小：,总是指向圆心,知识回顾,物体所受的合力指向圆心，合力完全提供向心力， Fn= F合,要求：快速思考，自由抢答,一、创境激情 提出问题,铁路弯道和汽车赛道大家应该都有了解，它们的设计有什么相似之处？ 这其中隐含的物理道理你知道吗？,一、创境激情 提出问题,为什么桥的外形大部分都是凸起的？这样的设计跟向心力又有怎么样的关系呢？,二、自主探究 合作交流,水平面内的圆周运动,火车车轮的结构特点：,1 火车转弯处内外轨无高度差,结合课本第一段回答下列问题。 要求：独立思考，自由抢答。,2
2、）火车转弯时什么力提供向心力？,1）火车匀速转弯时可看成做什么运动？,在某一水平面内做匀速圆周运动,外轨对轮缘的弹力提供向心力.即：,3）这种设计有什么缺点？,外轨和外轮之间的磨损大，铁轨和车轮容易受到损坏。,水平面内的圆周运动,二、自主探究 合作交流,有没有好的方法解决这一问题呢？,铁路的弯道,内外轨道一样高,G,N,外轨对轮缘的弹力提供向心力,.,F,2 、火车转弯处外轨高于内轨,火车外轨高于内轨时，什么力提供向心力？这样做有什么好处？,火车所受重力和铁轨支持力的合力提供向心力。 这样减轻了轮缘与外轨的挤压。,水平面内的圆周运动,要求：独立思考，自主回答,二、自主探究 合作交流,结合课本2
3、7页第一段回答下面问题。,重力G与支持力FN的合力F合是使火车转弯的向心力,08年胶济铁路火车相撞事件,注意：事故发生地点是接近90度的拐弯处，此处火车拐弯处限速100-120公里/小时，而出事火车T195实际车速达131公里/小时,二、自主探究 合作交流,水平面内的圆周运动,火车行驶速率vv规定,当火车行驶速率vv规定时,当火车行驶速率vv规定时,G,N,N,火车行驶速率vv规定,G,N,N,外轨对轮缘有侧压力,内轨对轮缘有侧压力,二、自主探究 合作交流,水平面内的圆周运动,结合刚学过的知识解释下列现象： 1） 汽车在水平面内转弯时什么力提供向心力？2）如果汽车转弯速度过快会出现什么现象？,
4、拓展应用,汽车会侧滑或者侧翻。,地面对汽车车轮的静摩擦力,要求：小组内交流，代表回答,公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时，也可以看做圆周运动。那么是什么力提供汽车的向心力呢？,思考：,竖直平面内的圆周运动,h,O,r,1）汽车过拱桥时做什么运动？在最高点时竖直方向受什么力？,圆周运动。重力G，桥面的支持力FN,2）这些力的合力指向什么方向？和向心力的关系式如何表示？,合力方向竖直向下。G-FN=F向,3）如果汽车运动到最高点时速度为v，圆周运动的半径为r，求汽车对桥的压力？,又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以,且,阅读课本拱形桥部分回答下列问题。 要求：自己思考形成答案后同桌交流，自
5、主回答,1、汽车过拱形桥,二、自主探究 合作交流,若汽车通过拱桥的速度增大，会出现什么情况？,当FN=0时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完全失重状态。,拓展应用,质量为m的汽车以速度V通过半径为R的凹型桥。它经桥的最低点时对桥的压力为多大？比汽车的重量大还是小？速度越大压力越大还是越小？,解：,由上式和牛顿第三定律可知,（ 1 ）汽车对桥的压力FN= FN G,（）汽车的速度越大,根据牛顿第二定律,竖直平面内的圆周运动,2、汽车过凹形桥,思考与讨论：小组内交流，派代表上黑板板书原因,二、自主探究 合作交流,二、自主探究 合作交流,竖直平面内的圆周运动,过拱形桥,过凹形桥,结论
6、：,失重,超重,这就是桥为什么不设计成凹形，而设计成拱形的原因,思考：,地球可以看做一个巨大的拱行桥，桥面的半径是地球半径 （约为6400km）。地面上有一辆车，假设可以不断加 速，会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面 对车的支持力是0？这时驾驶员与坐椅之间的压力是多 少？驾驶员躯体各部分之间的压力是多少？他这时的可能 有什么感觉？,三、航天器中中的失重现象,1、重力提供向心力 2、坐舱对宇航员的支持力为零，航天员处于失重状态,三、迁移运用 拓展延伸,1、关于列车转弯处内轨和外轨间的高度关系，下列说法中正确的是（ ） A、内轨和外轨一样高，以防列车倾倒 B、因为列车在转弯处有向内倾倒
7、的可能性，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒 C、外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的挤压 D、以上三种说法都是错误的,C,要求：独立思考，自由抢答。,三、迁移运用 拓展延伸,2、汽车以一定的速度经过拱形桥面的顶点时，关于汽车的受力以及汽车对桥面的压力情况，下列说法正确的是（ ） A.在竖直方向汽车受到三个力：重力，桥面的支持力和向心力 B.在竖直方向汽车只受到两个力：重力和桥面的支持力 C.汽车对桥面的压力大于汽车的重力 D.汽车对桥面的压力小于汽车的重力,BD,要求：独立思考，自由抢答。,三、迁移运用 拓展延伸,3、有一质量为800Kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱
8、桥。 （1） 汽车到达桥顶时速度为5m/s，汽车对桥的压力是多大？ （2）汽车以多大的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力？,解析：,h,O,r,（1）汽车过桥时竖直方向受力如图所示,则：,汽车对桥的压力等于桥对汽车的支持力，大小为7600N,（2）,若汽车对桥没有压力则桥对汽车的支持力等于零，即FN=0,四、课堂小结,生活中的圆周运动,火车弯道,外轨高于内轨，火车所受重力和支持力的合力提供向心力,汽车过桥,过拱形桥,过凹形桥,四、离心运动,3、阅读课本，浅谈生活中离心运动的应用和防止。,【思考提问】 1、做圆周运动的物体，比如拐弯中的火车、拱桥上的汽车、轨道上的航天器，由于惯性，总有沿着切线飞去的倾向，为什么没有飞出去？,2、如果突然向心力消失，或提供的向心力满足不了需求，会怎样？,拓展：若是提供的力比需要的向心力大又会怎样呢？,
