1、,5.8 生活中的圆周运动,情景引入：,赛车事故,水流星,情景引入：,思考：,在平直轨道上匀速行驶的火车，所受的合力为零，从内外铁轨相平的情况分析，火车在转弯时是什么力提供向心力？这种方法在实际中可取吗？为什么？为了使铁轨不受到损坏，在铁轨铺设方面，应该采取怎样的措施呢？,一、水平面内的圆周运动（火车转弯）,铁路的弯道,车轮介绍,内外轨道一样高,G,N,外轨对轮缘的弹力提供向心力,G,f,N,火车弯道的设计,实际火车与轨道设计中，利用轮缘可增加小部分的向心力；垫高外轨可增加较多的向心力。,启示：,飞车走壁,海南高速赛车场,知识背景摩托车转弯,铁路的弯道,外轨略高于内轨,G,N,F,重力G和支持
2、力N的合力提供向心力.,2、当外轨略高于内轨时：,火车受力：,竖直向下的重力 G,垂直轨道面的支持力 N,火车的向心力：,由G和N的合力提供,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,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vv规定,（2）当火车行驶速率vv规定时，,（3）当火车行驶速率vv规定时，,火车行驶速率vv规定时,外轨对轮缘有侧压力；,内轨对轮缘有侧压力。,探究实际问题：火车以半径r= 900 m转弯，火车质量为8105kg ，轨道宽为l=1.4m，外轨比内轨高h=14cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车
3、的速度应为多大？,l,h,如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？,列车速度过快，造成翻车事故,【物理与生活】2008年4月18日，我国铁路进行了第六次大提速，时速将达200公里以上，这必将为我国的经济腾飞注入新的活力。假设你是一位从事铁路设计的工程师，你认为火车提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造？,思考：汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢？,拓展：汽车转弯,mg,N,f静,2：说明：a：向心力是按效果命名的力；b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力；c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还
4、要另外受到向心力。,1：来源：分析和解决匀速圆周运动的问题，关键的是要把向心力的来源搞清楚。,小结:关于向心力,1、质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是多少？,解：汽车通过桥顶时，受力情况如图。,汽车通过桥顶时：,h,由牛顿第二定律：,由牛顿第三定律：,O,二、竖直面内的匀速圆周运动,r,注意:汽车过桥的速度不得太大,否则N将消失,汽车将飞离桥面.,由牛顿第二定律：,h,2、汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹型桥面，如图所示，求汽车在最底部时对桥面的压力是多少？,解：汽车通过底部时，受力情况如图。,时，物体作离心运动；,时，物体靠近圆心运动。,例2、如图要使小球滑到圆形轨道顶端不掉下来，小球在轨道顶端的最小速度应当是多大？已知轨道半径为R。,解：小球在最高点的受力情况如图,
