高一物理向心力與向心加速度

1、 賽車(chē)賽車(chē)易發(fā)事故點(diǎn)易發(fā)事故點(diǎn)在什么地方？在什么地方？ 水平彎道水平彎道凸形路面凸形路面本節(jié)課內(nèi)容 水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（僅限最高點(diǎn)和最豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（僅限最高點(diǎn)和最底點(diǎn)）底點(diǎn)）水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)(火車(chē)轉(zhuǎn)彎為例火車(chē)轉(zhuǎn)彎為例)觀(guān)看圖片 注意觀(guān)察注意觀(guān)察 鐵軌彎道鐵軌彎道的特點(diǎn)的特點(diǎn) 弊端分析弊端分析火車(chē)火車(chē)水平轉(zhuǎn)彎水平轉(zhuǎn)彎時(shí)情況時(shí)情況分析分析 內(nèi)外軌道內(nèi)外軌道 一樣高一樣高FF向心力的來(lái)源由外側(cè)軌道對(duì)由外側(cè)軌道對(duì)車(chē)輪輪緣的車(chē)輪輪緣的擠擠壓力壓力F提供提供車(chē)輪介紹車(chē)輪介紹2vFFFmr向合車(chē)輪介紹車(chē)輪介紹外軌略高于內(nèi)軌外軌略高于內(nèi)軌火車(chē)受力

2、火車(chē)受力垂直軌道面的支持垂直軌道面的支持力力 NN火車(chē)的向心力來(lái)源火車(chē)的向心力來(lái)源由由G和和N的合力的合力提供提供h豎直向下的重力豎直向下的重力 GGFtanFFmg向心力合NhFL如圖示如圖示 知知 h , L,轉(zhuǎn)彎半轉(zhuǎn)彎半徑徑R,車(chē)輪對(duì)內(nèi)外軌都無(wú)車(chē)輪對(duì)內(nèi)外軌都無(wú)壓力壓力,質(zhì)量為質(zhì)量為m的火車(chē)運(yùn)的火車(chē)運(yùn)行的速率應(yīng)該多大行的速率應(yīng)該多大?火車(chē)拐彎應(yīng)以規(guī)定速度行駛火車(chē)拐彎應(yīng)以規(guī)定速度行駛例題例題FF合向2vRm g t a n= mtanhLtan/vgRgRh L火車(chē)行駛速率火車(chē)行駛速率vv規(guī)定規(guī)定 當(dāng)火車(chē)行駛速率當(dāng)火車(chē)行駛速率vv規(guī)定規(guī)定時(shí)，時(shí)， 當(dāng)火車(chē)行駛速率當(dāng)火車(chē)行駛速率vv規(guī)定規(guī)定時(shí)，

3、時(shí)，GNN火車(chē)行駛速率火車(chē)行駛速率vv規(guī)定規(guī)定時(shí)時(shí)GNN 外軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力外軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力；內(nèi)軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力。內(nèi)軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力。2tanvFmFmgR向心力合學(xué)生練習(xí)學(xué)生練習(xí) 質(zhì)量質(zhì)量 m=100t的火車(chē)在軌道上行駛的火車(chē)在軌道上行駛,火車(chē)內(nèi)火車(chē)內(nèi)外軌連線(xiàn)與水平面夾角為外軌連線(xiàn)與水平面夾角為370 .彎道半徑彎道半徑R=30m. (1)當(dāng)火車(chē)的速度當(dāng)火車(chē)的速度v1=10m/s時(shí)時(shí),軌道何處受側(cè)壓軌道何處受側(cè)壓力力?方向如何方向如何? (2)當(dāng)火車(chē)的速度當(dāng)火車(chē)的速度v2=15m/s時(shí)時(shí),軌道何處受側(cè)壓軌道何處受側(cè)壓力力?方向如何方向如何? (3)當(dāng)火車(chē)的速度當(dāng)火車(chē)的速度v3=20m/s時(shí)

4、時(shí),軌道何處受側(cè)壓軌道何處受側(cè)壓力力?方向如何方向如何?思維拓展及應(yīng)用思維拓展及應(yīng)用 你觀(guān)察過(guò)高速公路轉(zhuǎn)彎處的路面情況嗎你觀(guān)察過(guò)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)底高速公路轉(zhuǎn)彎處也是外高內(nèi)底（并且超車(chē)道比主車(chē)道更加傾斜）（并且超車(chē)道比主車(chē)道更加傾斜） 山區(qū)鐵路彎道過(guò)多，火車(chē)能否大面積提速？山區(qū)鐵路彎道過(guò)多，火車(chē)能否大面積提速？賽車(chē)影片中，若減少水平彎道處事故，你賽車(chē)影片中，若減少水平彎道處事故，你怎樣設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)彎處的路面怎樣設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)彎處的路面?海南汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)海南汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)（最高點(diǎn)和最底點(diǎn)（最高點(diǎn)和最底點(diǎn))(汽車(chē)過(guò)橋?yàn)槔?chē)過(guò)橋?yàn)槔?實(shí)例分析實(shí)例

5、分析一、一、汽車(chē)過(guò)橋汽車(chē)過(guò)橋123N汽車(chē)通過(guò)橋最高點(diǎn)時(shí)，汽車(chē)通過(guò)橋最高點(diǎn)時(shí)，車(chē)對(duì)橋的壓力車(chē)對(duì)橋的壓力以以“凸形橋凸形橋”為例分析：為例分析：1、分析汽車(chē)的受力情況、分析汽車(chē)的受力情況N2、找圓心、找圓心3、確定、確定F合合即即F向心力向心力的方向。的方向。4、列方程、列方程N(yùn)GF合合= G-NFF合向心力2vGNmR2vNGmR2vNNG mR壓力 學(xué)生分析汽車(chē)通過(guò)最底點(diǎn)時(shí)車(chē)學(xué)生分析汽車(chē)通過(guò)最底點(diǎn)時(shí)車(chē)對(duì)橋?qū)?(過(guò)水路面過(guò)水路面)的壓力的壓力 2vNGmr小結(jié)小結(jié):比較三種橋面受力的情況比較三種橋面受力的情況 （超重？（超重？ 失重？）失重？）2vNGmGr2vNGmGrN=Gvg R影片中賽

6、車(chē)通過(guò)凸起的路面時(shí)，若減少事故，你影片中賽車(chē)通過(guò)凸起的路面時(shí)，若減少事故，你能否求出賽車(chē)在最高點(diǎn)的能否求出賽車(chē)在最高點(diǎn)的最大最大速度？速度？你的思路是？你的思路是？2vGmr思考與討論思考與討論 地球可以看做一個(gè)巨大的拱形橋。汽車(chē)沿地球可以看做一個(gè)巨大的拱形橋。汽車(chē)沿南北行駛，不斷加速。請(qǐng)思考：會(huì)不會(huì)出南北行駛，不斷加速。請(qǐng)思考：會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況?，F(xiàn)這樣的情況。 速度大到一定程度時(shí)，地面對(duì)車(chē)的支持力速度大到一定程度時(shí)，地面對(duì)車(chē)的支持力是是0？此時(shí)汽車(chē)處于什么狀態(tài)？駕駛員與座？此時(shí)汽車(chē)處于什么狀態(tài)？駕駛員與座椅間的壓力是多少？駕駛員軀體各部分間椅間的壓力是多少？駕駛員軀體各部分間的壓力是多少？駕駛員此時(shí)可能有什么感的壓力是多少？駕駛員此時(shí)可能有什么感覺(jué)？覺(jué)？課后作業(yè)課后作業(yè)汽車(chē)速度增大汽車(chē)速度增大v思維拓展思維拓展書(shū)面作業(yè)書(shū)面作業(yè) 教材教材 P77 3、6飛車(chē)走壁飛車(chē)走壁 (海南汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)海南汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng))海南汽車(chē)試驗(yàn)場(chǎng)內(nèi)環(huán)境優(yōu)美，花香鳥(niǎo)語(yǔ)，各種試驗(yàn)道路縱橫交錯(cuò)，形成一道獨(dú)特的風(fēng)景線(xiàn)。其中，高速性能試驗(yàn)跑道尤為特別，它全長(zhǎng)6公里，是我國(guó)最長(zhǎng)的高速試車(chē)道， 南北兩個(gè)環(huán)道有如兩個(gè)環(huán)型墻壁繞成一圈，跑道兩邊高差達(dá)5米多，有兩層樓高，路面與地平面的夾角成43度多，當(dāng)汽車(chē)在上面駕駛時(shí)，有如飛車(chē)走壁一般，真叫人驚嘆不已。 有機(jī)