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5.7 5.7 生活中的圆周运动学习目标:1、能定性分析火车外轨比内轨高的原因2、能定量分析汽车过拱形桥最高点的压力问题3、知道航天器中的失重现象的本质4、进一步领会用牛顿第二定律分析圆周运动实例研究1火车过弯道 火车以半径R= 900 m 在水平轨道上转弯, 火车质量为8105kg, 速度为30m/s。求火车 转弯需要的向心力。解:火车过弯道需要的 向心力为代入数据可得: F向=8105N外轨外轮内轮内轨 火车以半径R= 900 m 在水平轨道上转弯, 火车质量为8105kg, 速度为30m/s。求火车 转弯需要的向心力。OmgFNF向“供需”矛盾,如何有效解决这个问题呢?设由轨道提供指向 圆心的向心力为:代入数据可得: F向=8105N实际火车轨道设计中,垫高外轨, 可增加较多的向心力。FNmgF探究实际问题:火车以半径r 转弯,火车质量 为m ,轨道面与水平面夹角为 ,如图所示 ,为了使铁轨不受轮缘的侧向挤压,为了使铁轨不受轮缘的侧向挤压,火车的速 度应为多大?lh思考:速度大于规定速度,怎样? 速度小于规定速度,怎样?GF例2、有一辆质量为800kg的汽车驶上圆弧半径为 50m的拱桥。(g=10m/s2) (1)汽车到达桥顶时速度为5m/s,汽车对桥的压力是 多大?实例研究2汽车过拱桥(2)汽车以多大速度经过桥顶 时恰好对桥顶没有压力而腾空?(3)如果拱形半径增大到与地球半径R一样,汽 车要在桥面上腾空,速度要多大? 太空中的失重.mpg研究圆周运动的要点 从“供”“需”两方面来进行研究 “供”分析物体受力,求沿半径方向的合 外力 “需”确定物体轨道,定圆心、找半径、 用公式,求出所需向心力 “供”“需”平衡做匀速圆周运动
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