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(nèi)外軌道一樣高）上轉(zhuǎn)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(nèi)軌,外軌對輪緣的彈力,分析,在轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌,火車轉(zhuǎn)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(nèi)的彈力,輪緣受到內(nèi)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(zhì)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(xiàn)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(zhì)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(xiàn)什么情況？,結(jié)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(xiàn)象,航天器繞地球做勻速圓周運動，假設(shè)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(yīng)用,當脫水筒轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(yīng)用,用離心機把體溫計的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi),制作棉花糖的原理：內(nèi)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(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運動，從內(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等，都不得超過允許的最大轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速過高時，砂輪、飛輪內(nèi)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(xiàn)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