1、6.4 生活中的圆周运动教学目标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和凹形桥最低点的压力问题3、知道航天器中的失重现象的本质4、知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止5、会用牛顿第二定律分析圆周运动6、进一步领会力与物体的惯性对物体运动状态变化所起的作用教学重点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和凹形桥最低点的压力问题教学难点1、知道航天器中的失重现象的本质2、知道离心运动及其产生的条件，了解离心运动的应用和防止知识回顾 物体做圆周运动时，受力有何共同点物体要受到指向圆心的向心力 向心力的特点方向：总是指向圆心大小
2、：rvmFn2分析做圆周运动的物体受力情况OmgFNFfOmgFN提供向心力受力分析FN+mgFf“供需”平衡 物体做匀速圆周运动提供物体做匀速圆周运动的力物体做匀速圆周运动所需的力向心力公式的理解Fnrvm2=从“供”“需”两方面研究做圆周运动的物体实例研究1火车过弯 火车以半径R=300 m在水平轨道上转弯，火车质量为8105kg，速度为30m/s。铁轨与轮之间的动摩擦因数=0.25。OmgFNFfRvmFf2设向心力由轨道指向圆心的静摩擦力提供代入数据可得：Ff=2.4106N但轨道提供的静摩擦力最大值：Ff静m=mg=1.96106N“供需”不平衡，如何解决？列车速度过快，造成翻车事故
3、研究与讨论1、请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道？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。赛道的设计2、最佳方案火车以半径R=900 m转弯，火车质量为8105kg，速度为30m/s，火车轨距l=1.4 m，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度h？（较小时tan=sin）FNmgFhtanmgFsinlhRvmF2由力的关系得：由向心力公式得：由几何关系得：解：Rglvh2=0.14m3、研究与讨论根据前面的计算可知，火车转弯时要有规定的速度，若火车速度与设计速度不同会怎样？外侧内侧F过大时：外侧轨道与轮之间有弹力过小时：内侧轨
4、道与轮之间有弹力当火车速度过大或过小是都需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求，此时铁轨和车轮极易受损。FNmg4、实际火车车轮与铁轨模型2、优点1、做圆周运动时向心力由哪些力提供？摩擦力、轮缘与铁轨间的弹力的合力提供F1FfF1Ff3、缺点结构简单，便于实现轮缘与铁轨有挤压，车轮与铁轨都有磨损垫高外轨利用支持力的分力提供一部分向心力，达到“供需”平衡。2、优点1、做圆周运动时向心力由哪些力提供？3、缺点可以减少对摩擦力的需要需要改造铁路，设计施工难度大实例研究2过拱桥1、汽车过拱桥是竖直面内圆周运动的典型代表2、研究方法与水平面内圆周运动相同比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，
5、桥面半径为R，此时速度为v。mgRvmmgFN2mgRvmmgFN2GFNGFN失重超重aa最高点最低点研究与讨论1、若速度过快，汽车做何种运动？提供的向心力不足，做离心运动，离开桥面做平抛运动2、有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？GFNgrvFrvmmgFNN02过山车水流星3、若汽车沿圆弧桥面从顶端下滑，分析汽车的运动情况。R分析：由物体重力及支持力沿半径方向的合外力提供向心力，若车速度过快，车会离开桥面做斜下抛运动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
6、做圆周运动向心、圆周、离心运动“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的力需物体做匀速圆周运动所需的力离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。物体作离心运动的条件：F合 F向心力思考问题？F合=F向心力做什么运动？F合=0做什么运动？F合 F向心力做什么运动？F合 F向心力做什么运动？圆周近心匀速直线远离离心运动的应用 1、离心干燥器 2、洗衣机脱水桶 3、用离心机把体温计的水银柱甩回下面的液泡内 离心运动的应用 4、制作“棉花”糖 1、要使原来做匀速圆周运动的物体做离心运动，可以怎么办？A、提高转速，使所需的向心力大于能提供 的向心力 思考并讨论B、减小或消失合外力离心运动的防止 1、在水平公路上行驶的汽车转弯时 rvmFf2nF限速行驶2、高速转动的砂轮、飞轮等 减小半径、减小边缘部分的质量、转速不能过大静摩擦力提供汽车转弯时的向心力练习2 飞车走壁 摩托车飞车走壁，请分析受力情况，解释现象练习3如图为过山车轨道的一部分，若要使车厢能安全通过圆形轨道，车厢应从多高处释放？不计一切摩擦与阻力。Rh？