高中物理第五章曲線運動生活中的圓周運動課件新人教版必修.ppt

5.7生活中的圓周運動,觀察,思考,火車在水平軌道（內外軌道一樣高）上轉彎時，所需的向心力由誰提供？,這個彈力很大，會對軌道和輪緣造成損壞。如何解決這個問題？,外軌,內軌,外軌對輪緣的彈力,分析,在轉彎處外軌略高于內軌,火車轉彎所需的向心力的方向是在水平方向上還是在與斜面平行的方向上？,分析,F合mgtan,軌道對輪緣無擠壓，此時火車的速度為多大？,若火車的速度大于或小于這個值時，軌道對輪緣有擠壓嗎？,討論,輪緣受到外軌向內的彈力,輪緣受到內軌向外的彈力,汽車過橋,F壓FNmg,水平橋,拱形橋,凹形橋,拱形橋,汽車質量為m，通過橋最高點速度為v，橋半徑為R，則在最高點汽車對橋的壓力為多大？,F合mgFN,由牛頓第三定律得,FNmg,若汽車通過拱橋的速度增大，會出現什么情況？,拱形橋,當FN=0時，汽車脫離橋面，做平拋運動，汽車及其中的物體處于完全失重狀態(tài)。,FN0時，汽車的速度為多大？,凹形橋,汽車質量為m，通過橋最低點速度為v，橋半徑為R，則在最低點汽車對橋的壓力為多大？,F合FNmg,由牛頓第三定律得,FNmg,若汽車通過凹橋的速度增大，會出現什么情況？,結論,F壓FNmg,失重,超重,F壓FNmg,F壓FNmg,思考,1、航天器在發(fā)射升空（加速上升）時，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？,2、航天器在軌道正常運行（繞地球做勻速圓周運動）時，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？,超重,?,FNmgma,FNmg,航天器中的失重現象,航天器繞地球做勻速圓周運動，假設它的線速度的大小為v，軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員受到的地球引力近似等于他在地面測得的體重mg。,失重,有人把航天器失重的原因說成是它離地球太遠，從而擺脫了地球引力，這種說法對嗎？,正是由于地球引力的存在，才使航天器連同其中的人和物體繞地球做圓周運動。,離心運動,F合=m2r，物體做勻速圓周運動,F合m2r，物體做逐漸遠離圓心的運動,F合=0，物體沿切線方向飛出遠離圓心,1、定義：做勻速圓周運動的物體，在所受合力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力時，做逐漸遠離圓心的運動，這種運動叫做離心運動。,2、條件：,0F合m2r,供需,離心運動的應用,當脫水筒轉得比較慢時，水滴跟物體的附著力F足以提供所需的向心力使水滴做圓周運動。當脫水筒轉得比較快時，附著力F不足以提供所需的向心力，于是水滴做離心運動，穿過小孔，飛到脫水筒外面。,利用離心運動把附著在物體上的水分甩掉,離心運動的應用,用離心機把體溫計的水銀柱甩回玻璃泡內,制作棉花糖的原理：內筒與洗衣機的脫水筒相似，里面加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁。內筒高速旋轉，黏稠的糖汁就做離心運動，從內筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀到達溫度較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細雪白，像一團團棉花。,思考,要使原來作勻速圓周運動的物體作離心運動，該怎么辦？,1、提高轉速，使所需向心力增大到大于物體所受合外力。,2、減小合外力或使其消失。,供需,供需,離心運動的防止,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Fn大于最大靜摩擦力Fmax（Fmax不足以提供向心力），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。,離心運動的防止,高速轉動的砂輪、飛輪等，都不得超過允許的最大轉速。轉速過高時，砂輪、飛輪內部分子間的相互作用力不足以提供所需向心力，離心運動會使它們破裂，釀成事故。,思考,要防止離心現象發(fā)生，該怎么辦？,1、減小物體運動的速度，使物體作圓周運動時所需的向心力減小。,2、增大合外力，使其達到