廣東省梅州市五華縣城鎮(zhèn)中學高中物理人教版必修2：生活中的圓周運動.ppt

知識回顧,物體做圓周運動時，受力有何共同點 物體要受到指向圓心的向心力 向心力的特點 方向：總是指向圓心 zxxkw 大小：,分析做圓周運動的物體受力情況,提供向心力,受力分析,Ff,FN+mg,“供需”平衡 物體做勻速圓周運動,向心力公式的理解組卷網(wǎng),從“供” “需”兩方面研究做圓周運動的物體,F合,火車車輪介紹,一、鐵路的彎道,例若火車質量為m，轉彎半徑為r，要求軌道對輪緣無擠壓作用，此時軌道傾角為 ，請問火車的速度為多大？,當v=v0時：,當vv0時：,當vv0時：,輪緣不受側向壓力,輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力,輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力,討論:,F合Fn，“供需”不平衡，如何解決？,F合Fn，“供需”不平衡，如何解決？,f1+f2=mv2/r,如果汽車的速度很大，會出現(xiàn)什么情況呢？有什么解決措施？,問題、汽車轉彎，情況又如何呢？,2,Gmv2/r,汽車轉彎時的措施：,把轉彎處的道路修成 外高內(nèi)低。,FNG，即橋對車的支持力大于其所受重力， 處于超重狀態(tài)。,2、汽車過凹橋時，在最低點時，凹橋對車的支持力怎樣？,二、拱形橋,1、汽車靜止在橋上與通過橋時的狀態(tài)是否相同？,FNG 即橋對車的支持力小于重力，處于失重狀態(tài)。,3、汽車過凸橋時，在最高點時， 凸橋對車的支持力又怎樣？,a,a,4、若汽車的運動速度變大，壓力如何變化？,二、拱形橋,思考與討論： 地球可以看做一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時，地面對 車的支持力為零？ 這時駕駛員與座椅 之間的壓力是多少？ ,此時,當汽車行駛速度越大，汽車對橋面的壓力越小。 當 時，壓力FN為零。處于完全失重狀態(tài)。,三.航天器中的失重現(xiàn)象,在繞地球做勻速圓周運動的宇宙飛船中的宇航員，除了地球引力外，還可能受到飛船座艙對他的支持力FN。,當 時,座艙對他的支持力FN=0,航天員處于完全失重狀態(tài),其實對于任何一個按慣性飛行（只受重力作用）的飛行器或容器，其中的所有物體都處于完全失重狀態(tài)。,得,由,若在近軌道繞地球做勻速圓周運動：,29.一輛汽車勻速率通過半徑為R的圓弧拱形路面，關于汽車的受力情況，下列說法正確的是（ ） A汽車對路面的壓力大小不變，總是等于汽車的重力 B汽車對路面的壓力大小不斷發(fā)生變化，總是小于汽車所受重力 C汽車的牽引力不發(fā)生變化 D汽車的牽引力逐漸變小,BD,四、離心現(xiàn)象,做勻速圓周運動的物體，在一定條件下，做逐漸 遠離圓心的運動，這種運動叫離心運動。,、觀察與思考,觀察實驗現(xiàn)象回答下列問題:,（1）木塊為什么會離開轉盤？,（2）什么叫做離心運動？,原因：物所需的向心力 隨著v的增大而增大，,但提供向心力的合力為靜摩擦力，ffmax,當fmax 時，產(chǎn)生離心現(xiàn)象。,做勻速圓周運動的物體,由于慣性總有沿切線方向飛去的傾向，在合外力突然消失或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，做逐漸遠離圓心的離心運動；當合外力大于物體做圓周運動所需的向心力時，物體做離圓心越來越近的向心運動；只有當合外力等于所需的向心力時，物體才可能做勻速圓周運動。,F=mr2,Fmr2,Fmr2,F=0,2、合外力與向心力的關系,“供”“需”是否平衡決定物體做何種運動,3、離心運動的應用和防止,（1）離心運動的應用,甩干雨傘上的水滴,鏈球運動,在田徑比賽中，鏈球項目就是得用離心現(xiàn)象來實現(xiàn)投擲的。鏈球的投擲是通過預擺和旋轉來完成的，運動員手持鏈球鏈條的一端，在鏈球高速旋轉時，突然松手，拉力消失，鏈就沿切線方向飛出去。,在雨天，我們可以通過旋轉雨傘 的方法甩干雨傘上的水滴，旋轉時，當轉動快到一定的程度時，水滴和雨傘之間的附著力滿足不了水滴做圓周運動所需的向心力，水滴就會做遠離圓心的運動而被甩出去。,把濕布塊放在離心干燥器的金屬網(wǎng)籠里，網(wǎng)籠轉得比較慢時，水滴跟物體的附著力 F足以提供所需要的向心力，使水滴做圓周運動.當網(wǎng)籠轉的比較快時，附著力 F 不足以提供所需要的向心力，于是水滴做離心運動，穿過網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面。洗衣機的脫水筒也是利用離心運動把濕衣服甩干的。,離心干燥器,o,Fmr,2,F,（2）離心運動的防止：,在水平公路上行駛的汽車轉彎時,fmax m,r,2,f,汽車,在水平公路上行駛的汽車，轉彎時所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉彎時速度過大，所需向心力F大于最大靜摩擦力fmax，汽車將做離心運動而造成交通事故。因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過規(guī)定的速度。,高速轉動的砂輪、飛輪等,高速轉動的砂輪、飛輪等，都不得超過 允許的最大轉速，如果轉速過高，砂輪、飛輪內(nèi)部分子間的作用力不足以提供所需的向心力時，離心運動會便它們破裂，甚至釀成事故。為了防止事故的發(fā)生，通常還要在砂輪和飛輪的外側加裝一個防護罩。,BC,、為了防止汽車在水平路面上轉彎時出現(xiàn)“打滑”的現(xiàn)象，可以：( ) a、增大汽車轉彎時的速度 b、減小汽車轉彎時的速度c、增大汽車與路面間的摩擦 d、減小汽車與路面間的摩擦 A、a、b B、a、c C、b、d D、b、c,3、下列說法中正確的有：（ ） A、提高洗衣機脫水筒的轉速，可以使衣服甩得更干 B、轉動帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開圓心 C、為了防止發(fā)生事故，高速轉動的砂輪、飛輪等不能超過允許的最大轉速 D、離心水泵利用了離心運動的原理,D,ACD,？,五.豎直平面內(nèi)的圓周運動,桿和雙軌模型 ：,能過最高點的臨界條件：,當速度V 時,桿子對小球是拉力. 當速度V 時,桿子對小球是支持力. 當速度V= 時,桿子對小球無作用力.,mg,N,F,31. 如圖所示，質量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道上做圓周運動圓半徑為R，小球經(jīng)過圓環(huán)最高點時剛好不脫離圓軌則其通過最高點時（ ）,A小球對圓環(huán)的壓力大小等于mg,B小球受到的向心力等于重力,C小球的線速度大小等于,D小球的向心加速度大小等于g,BCD,32. 如圖所示，質量可以不計的細桿的一端固定著一個質量為m的小球，另一端能繞光滑的水平軸O轉動.讓小球在豎直平面內(nèi)繞軸O做半徑為,的圓周運動，小球通過最高點時的線速度大小為v.下列說法中正確的是( ),A.v不能小于,B.v,時，小球與細桿之間無彈力作用,時，小球與細桿之間的彈力隨v增大而增大,時，小球與細桿之間的彈力隨v減小而增大,C.v大于,D.v小于,BCD,重力、繩的拉力,重力、桿的拉力或支持力,重力、外管壁的支持力或內(nèi)管壁的支持力,小結：豎直平面內(nèi)的變速圓周運動,例、如圖所示，質量為m的小球，用長為L的細繩，懸于光滑斜面上的0點，小球在這個傾角為的光滑斜面上做圓周運動，若小球在最高點和最低點的速率分別是vl和v2，則繩在這兩個位置時的張力大小分別是多大?,鞏固應用,T1,mgsin,mgsin,T2,T1mgsinmv12/L,T1mv12/L- mgsin,T2-mgsinmv22/L,T2mgsin+mv22/L,勻速圓周運動問題的解題步驟,1.分析物體運