高中物理5-7生活中的圓周運動同步課件新人教版必修.pptVIP

第七節(jié)生活中的圓周運動 1 學(xué)會分析圓周運動的方法 會分析彎道 拱形橋等實際的例子 2 知道豎直面內(nèi)圓周運動中的超重 失重現(xiàn)象 3 知道什么是離心現(xiàn)象 知道物體做離心運動的條件 一 鐵路的彎道1 火車轉(zhuǎn)彎時的特點 火車轉(zhuǎn)彎時實際是在做圓周運動 因而具有 需要 2 向心力的來源 1 如果轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌一樣高 則由提供向心力 這樣 鐵軌和車輪極易受損 向心加速度 向心力 外軌道對輪緣的彈力 2 如果轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌 火車轉(zhuǎn)彎時火車受力如圖所示 此時鐵軌對火車的支持力不再是豎直的 而是 它與重力的合力指向 為火車轉(zhuǎn)彎提供了一部分向心力 減輕了輪緣與外軌的擠壓 適當(dāng)設(shè)計內(nèi)外軌的高度差 火車以規(guī)定的速度行駛時 轉(zhuǎn)彎時所需的向心力幾乎完全由來提供 斜向彎道內(nèi)側(cè) 圓心 重力與支持力的合力 重力 支持力 mg FN 小于 FN mg 大于 mg FN 完全失重 無壓力 2 對失重現(xiàn)象的認(rèn)識航天器內(nèi)的任何物體都處于狀態(tài) 但并不是物體不受重力 正因為受到重力作用才使航天器連同其中的乘員 四 離心運動1 定義 物體沿切線飛出或做逐漸的運動 2 原因 向心力突然消失或外力不足以提供所需 完全失重 做圓周運動 遠(yuǎn)離圓心 向心力 洗好的衣服放在洗衣機(jī)脫水筒時 水并不會自動脫出 只有當(dāng)洗衣筒高速轉(zhuǎn)動時 濕衣服的水才會脫出 為什么 從衣服上脫出的小水珠怎樣運動 提示 當(dāng)脫水筒高速轉(zhuǎn)動時 濕衣服在筒內(nèi)做圓周運動 當(dāng)衣服與水之間的黏附力不足以提供向心力時 水珠做離心運動 水珠脫離衣服 做離心運動的水珠沿圓周切線飛出 一 火車轉(zhuǎn)彎1 火車彎道的建設(shè)特點在實際的火車轉(zhuǎn)彎處 讓外軌高于內(nèi)軌 如圖所示 2 明確圓周平面雖然外軌高于內(nèi)軌 但整個外軌是等高的 整個內(nèi)軌是等高的 因而火車在行駛的過程中 重心的高度不變 即火車重心的軌跡在同一水平面內(nèi) 故火車的圓周運動平面是水平面 而不是斜面 即火車的向心加速度和向心力均是沿水平面而指向圓心 3 速度與軌道壓力的關(guān)系 1 當(dāng)火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時 所需向心力僅由重力和彈力的合力提供 此時內(nèi)外軌道對火車無擠壓作用 2 當(dāng)火車行駛速度v與規(guī)定速度v0不相等時 火車所需向心力不再僅有重力和彈力的合力提供 此時內(nèi)外軌道對火車輪緣有擠壓作用 具體情況如下 當(dāng)火車行駛速度v v0時 外軌道對輪緣有側(cè)壓力 當(dāng)火車行駛速度v v0時 內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力 二 汽車過拱形橋和凹形橋的比較 三 對離心運動的理解1 離心運動的實質(zhì)離心運動是物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的一種物理現(xiàn)象 它的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn) 做圓周運動的物體 總是有沿著圓周切線飛出去的趨向 之所以沒有飛出去 是因為受到向心力作用的緣故 從某種意義上說 向心力的作用是不斷地把物體從圓周運動的切線方向拉到圓周上來 一旦作為向心力的合外力突然消失 物體就會沿切線方向飛出去 2 物體做離心運動的條件 做圓周運動的物體 一旦提供向心力的外力突然消失 或者外力不能提供足夠的向心力時 物體做遠(yuǎn)離圓心的運動 即離心運動 3 離心運動的受力特點 物體做離心運動并不是物體受到離心力作用 而是由于外力不能提供足夠的向心力 所謂 離心力 也是由效果命名的 實際并不存在 鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是300m 軌距是1435mm 規(guī)定火車通過該彎道時的速度是72km h 求內(nèi)外軌的高度差該是多大 才能使鐵軌不受輪緣的擠壓 解析 若火車在轉(zhuǎn)彎時不與軌道擠壓 火車所受的重力和軌道對火車的支持力的合力提供向心力 火車轉(zhuǎn)彎平面是水平面 火車的受力如圖所示 作平行四邊形 根據(jù)牛頓第二定律有 答案 0 195m 答案 C 如圖所示 質(zhì)量m 2 0 104kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面 兩橋面的圓弧半徑均為20m 如果橋面承受的壓力不得超過3 0 105N 則 1 汽車允許的最大速度是多少 2 若以所求速度行駛 汽車對橋面的最小壓力是多少 g取10m s2 答案 1 10m s 2 105N 針對訓(xùn)練 2 一輛質(zhì)量為4t的汽車駛過一半徑為50m的凸形橋面時 始終保持5m s的速率 汽車所受的阻力為車與橋面壓力的0 05倍 求通過橋的最高點時汽車的牽引力是多大 g取10m s2 答案 1900N 誤區(qū) 忽視圓周運動中