23_圆周运动的案例分析(1)

2、3圆周运动的案例分析一、游乐场中的过山车案例分析1－过山车原理过山车能从高高的圆形轨道顶部轰然而过，车与人却不掉下来，这是为什么呢？明确：圆周运动需要向心力从何而来？案例分析1－过山车原理mgFNmgFNBA过山车原理两个模型o1、细线2、细杆二、自行车比赛案例分析2－自行车转弯自行车做圆周运动的向心力是从哪里获得的呢？NfG火车转弯三、案例分析3－火车转弯火车做圆周运动的向心力是从哪里获得的呢？内外轨道一样高时c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。b：外轨对轮缘的弹力F提供向心力。外轮外轨内轨内轮外轨略高于内轨时转弯处--外轨略高于内轨说明：转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力F完全由重力G和支持力N的合力来提供，这样外轨就不受轮缘的挤压了。外轨略高于内轨时FNGF水平方向思考：当速度过大或过小时受力会怎样？四、汽车转弯汽车转弯水平地面上摩擦力提供向心力重力与支持力的合力提供向心力汽车在倾斜路面上转弯汽车在水平路面上转弯案例分析5—汽车过拱桥汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为R，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？vF1G汽车过拱桥汽车过拱桥GF11、根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？（1）当v=时，F=0（2）当0≤v＜时,0＜F≤mg（3）当v＞时,汽车将脱离桥面，发生危险GF1解析：GF2mvrF–G=F=G+2mvrF>G2、请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力（如图）。这时的压力比汽车的重力大还是小？比较三种桥面受力的情况N=G小结1、分析向心力来源3、运用向心力公式解题的步骤2、案例分析1－过山车原理案例分析2－自行车转弯案例分析3－火车转弯案例分析4—汽车过拱桥运用向心力公式解题的步骤：（4）解方程，对结果进行必要的讨论。（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。（3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力公式列方程。分析向心力来源以下物体所做的圆周运动,向心力由谁来提供?O（1）（2）（3）细绳系一小球使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动物块放在圆盘上随圆盘一起转动细绳系一小球在水平面上做圆锥摆运动