生活中的圓周運(yùn)動(dòng)——水平面

1、圓錐擺GFNF合r向心力由拉力向心力由拉力FN和重力和重力G的的合力提供。合力提供。Fn幾個(gè)典型的圓周運(yùn)動(dòng) 玻璃球沿漏斗壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)幾個(gè)典型的圓周運(yùn)動(dòng)GFNFn 物體相對(duì)轉(zhuǎn)盤靜止，隨盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng)GFNfFn=F合=f幾個(gè)典型的圓周運(yùn)動(dòng)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 火車轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎火車車輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：火車車輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 外軌外輪內(nèi)輪內(nèi)軌內(nèi)軌火車車輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：火車車輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 火車轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎向左轉(zhuǎn)向左轉(zhuǎn)NGF（1） 火車轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌無高度差火車轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌無高度差外軌對(duì)輪緣的彈力外軌對(duì)輪緣的彈力F就是使火車轉(zhuǎn)彎就是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力的向心力根據(jù)根據(jù)Fn=m 可

2、知可知RV2火車質(zhì)量很大火車質(zhì)量很大外軌對(duì)輪緣的彈力很大外軌對(duì)輪緣的彈力很大外軌和外輪之間的磨損大，外軌和外輪之間的磨損大， 鐵軌容易受到損壞鐵軌容易受到損壞（2 ）轉(zhuǎn)彎處外軌高于內(nèi)軌）轉(zhuǎn)彎處外軌高于內(nèi)軌F合合=mg tan = m RV2V= Rg tanV Rg tanV Rg tan外軌對(duì)外輪緣有彈力外軌對(duì)外輪緣有彈力內(nèi)軌對(duì)內(nèi)輪緣有彈力內(nèi)軌對(duì)內(nèi)輪緣有彈力NGF圓錐擺GFN向心力由拉力向心力由拉力FN和重力和重力G的的合力提供。合力提供。FnNGFFn=mg tan 在水平鐵路轉(zhuǎn)彎處，往往使外軌在水平鐵路轉(zhuǎn)彎處，往往使外軌略高于內(nèi)軌，這是為了略高于內(nèi)軌，這是為了( )A減輕火車輪子擠壓外軌

3、減輕火車輪子擠壓外軌B減輕火車輪子擠壓內(nèi)軌減輕火車輪子擠壓內(nèi)軌C使火車車身傾斜，利用重力使火車車身傾斜，利用重力 和支持力的合力提供轉(zhuǎn)彎所需向和支持力的合力提供轉(zhuǎn)彎所需向心力心力D限制火車向外脫軌限制火車向外脫軌ACD 設(shè)內(nèi)外軌間的距離為設(shè)內(nèi)外軌間的距離為L(zhǎng)，內(nèi)外軌的高度，內(nèi)外軌的高度差為差為h，火車轉(zhuǎn)彎的半徑為，火車轉(zhuǎn)彎的半徑為R，求火車，求火車轉(zhuǎn)彎的規(guī)定速度轉(zhuǎn)彎的規(guī)定速度v0（h L）。）。F合=mgtanmgsin=mgh/L由牛頓第二定律得：F合=man 所以mgh/L=m即火車轉(zhuǎn)彎的規(guī)定速度v0=Rv20LRgh(LH設(shè)車軌間距為設(shè)車軌間距為L(zhǎng)，兩軌間高，兩軌間高度差為度差為H，轉(zhuǎn)彎

4、半徑為，轉(zhuǎn)彎半徑為R，質(zhì)量為質(zhì)量為M的火車運(yùn)行。的火車運(yùn)行。據(jù)三角形邊角關(guān)系：據(jù)三角形邊角關(guān)系：LHsin對(duì)火車受力情況分析：對(duì)火車受力情況分析：重力和支持力的合力重力和支持力的合力提供向心力，對(duì)內(nèi)外提供向心力，對(duì)內(nèi)外軌都無壓力軌都無壓力(LHMgFtan又因?yàn)橛忠驗(yàn)楹苄∷院苄∷詔ansin綜合有綜合有MgFLH故故MgLHF 又又RvMF2所以所以LgHRv實(shí)際中，鐵軌修好后實(shí)際中，鐵軌修好后H、R、L定，又定，又g給定值，所給定值，所以火車拐彎時(shí)的車速為一定值。以火車拐彎時(shí)的車速為一定值。實(shí)際中，鐵軌修好以后實(shí)際中，鐵軌修好以后h、R、L確定，確定，g又又為定值，所以火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速為

5、一定值。為定值，所以火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的車速為一定值。LghR2、當(dāng)火車行駛速率、當(dāng)火車行駛速率 時(shí)，時(shí)，F(xiàn)F向向，外，外軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力LghR3、當(dāng)火車行駛速率、當(dāng)火車行駛速率 時(shí)，時(shí)，F(xiàn)F向向，內(nèi)，內(nèi)軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力1、當(dāng)火車行駛速率、當(dāng)火車行駛速率 時(shí)，時(shí)，F(xiàn)=F向向，內(nèi)，內(nèi)外軌道對(duì)輪緣都沒有壓力外軌道對(duì)輪緣都沒有壓力LghR1、當(dāng)火車行駛速率、當(dāng)火車行駛速率 時(shí)，時(shí)，F(xiàn)=F向向，內(nèi)，內(nèi)外軌道對(duì)輪緣都沒有壓力外軌道對(duì)輪緣都沒有壓力思考 在賽車場(chǎng)的拐彎處在賽車場(chǎng)的拐彎處，路面路面造得外高內(nèi)低是什么原因？造得外高內(nèi)低是什么原因？ 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受

6、合力突然消失，或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。離心運(yùn)動(dòng)1、離心運(yùn)動(dòng)：2、物體作離心運(yùn)動(dòng)的條件：20mrFF合合或離心運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)離心運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn) ：（1）做圓周運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)F合=0時(shí)，它就以這一時(shí)刻的線速度沿切線方向飛去（2）當(dāng)F合F向時(shí)做半徑越來越大的運(yùn)動(dòng)，它不是沿半徑方向飛出（3）做離心運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不存在所謂的“離心力”作用，因?yàn)闆]有任何物體提供這種力 （4）離心運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)是由于慣性離心運(yùn)動(dòng) 的應(yīng)用1、離心干燥器的金屬網(wǎng)籠利用離心運(yùn)動(dòng)把附著在物體上的水分甩掉的裝置解釋：oFmr2F 當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，水滴跟物體的附

7、著力水滴跟物體的附著力F F 足以足以提供所需的向心力提供所需的向心力F F 使水滴使水滴做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時(shí)，附著力較快時(shí)，附著力 F F 不足以提不足以提供所需的向心力供所需的向心力 F F，于是水，于是水滴做離心運(yùn)動(dòng)，穿過網(wǎng)孔，滴做離心運(yùn)動(dòng)，穿過網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面。飛到網(wǎng)籠外面。 2、洗衣機(jī)的脫水筒、洗衣機(jī)的脫水筒4、制作、制作“棉花棉花”糖的原理：糖的原理： 內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似，里面加入白砂糖，加熱使似，里面加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動(dòng)，從黏稠的糖汁就做離心

8、運(yùn)動(dòng)，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀到達(dá)溫度較低的外筒，并絲狀到達(dá)溫度較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細(xì)雪白，迅速冷卻凝固，變得纖細(xì)雪白，像一團(tuán)團(tuán)棉花。像一團(tuán)團(tuán)棉花。要使原來作圓周運(yùn)動(dòng)的物體作離心運(yùn)動(dòng)，該怎么辦？要使原來作圓周運(yùn)動(dòng)的物體作離心運(yùn)動(dòng)，該怎么辦？問題一：A、提高轉(zhuǎn)速，使所需向心力增大到大于物體所受合外力。、提高轉(zhuǎn)速，使所需向心力增大到大于物體所受合外力。B、減小合外力、減小合外力離心運(yùn)動(dòng)的防止：1、在水平公路上行駛的汽車轉(zhuǎn)彎、在水平公路上行駛的汽車轉(zhuǎn)彎F mr2F汽車 在水平公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎時(shí)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(shí)

9、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(yùn)動(dòng)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。2、高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等,不得超過允許的最大轉(zhuǎn)速。問題二：要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？A、減小物體運(yùn)動(dòng)的速度，使物體作圓周運(yùn)動(dòng)、減小物體運(yùn)動(dòng)的速度，使物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力減小時(shí)所需的向心力減小B、增大合外力，使其達(dá)到物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)、增大合外力，使其達(dá)到物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力所需的向心力C、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它自己會(huì)產(chǎn)生一個(gè)、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，它自己會(huì)產(chǎn)生一個(gè)向心力，維持其作圓周運(yùn)動(dòng)向心力，維持其作圓周運(yùn)動(dòng)A、

10、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失時(shí)，將沿圓周半徑方向離開圓心失時(shí)，將沿圓周半徑方向離開圓心B、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然、作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失時(shí)，將沿圓周切線方向離開圓心消失時(shí)，將沿圓周切線方向離開圓心D、作離心運(yùn)動(dòng)的物體，是因?yàn)槭艿诫x心力作用、作離心運(yùn)動(dòng)的物體，是因?yàn)槭艿诫x心力作用的緣故的緣故1、下列說法正確的是、下列說法正確的是 ( )鞏固練習(xí)：鞏固練習(xí)：B 、為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)、為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)“打滑打滑”的現(xiàn)象，可以：的現(xiàn)象，可以：( ) a、增大汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度、增

11、大汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度 b、減小汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度、減小汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度 c、增大汽車與路面間的摩擦、增大汽車與路面間的摩擦 d、減小汽車與路面間的摩擦、減小汽車與路面間的摩擦 A、a、b B、a、c C、b、d D、b、c3、下列說法中錯(cuò)誤的有：（、下列說法中錯(cuò)誤的有：（ ）A、提高洗衣機(jī)脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干、提高洗衣機(jī)脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干B、轉(zhuǎn)動(dòng)帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開圓心、轉(zhuǎn)動(dòng)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(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等不能超過、為了防止發(fā)生事故，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等不能超過允許的最大轉(zhuǎn)速允許的最大轉(zhuǎn)速D、離

12、心水泵利用了離心運(yùn)動(dòng)的原理、離心水泵利用了離心運(yùn)動(dòng)的原理DB例、如圖所示，把兩個(gè)完全例、如圖所示，把兩個(gè)完全相同的甲、乙兩物體放在水相同的甲、乙兩物體放在水平轉(zhuǎn)盤上，甲離轉(zhuǎn)盤中心近平轉(zhuǎn)盤上，甲離轉(zhuǎn)盤中心近些，當(dāng)逐漸增大轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速些，當(dāng)逐漸增大轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速時(shí)，哪個(gè)先滑離原來的位置？時(shí)，哪個(gè)先滑離原來的位置？為什么？為什么？圖甲 乙【解析】物體能否發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，在于物體所需【解析】物體能否發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，在于物體所需要的向心力是否達(dá)到了轉(zhuǎn)臺(tái)和物體之間的最大靜要的向心力是否達(dá)到了轉(zhuǎn)臺(tái)和物體之間的最大靜摩擦力，超過了就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。摩擦力，超過了就會(huì)發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)。 生活中有很多運(yùn)動(dòng)都可以看作圓周運(yùn)生活中有很多運(yùn)動(dòng)都可以看作圓周運(yùn)動(dòng)，解決這類問題的關(guān)鍵就是動(dòng)，解決這類問題的關(guān)鍵就是（1）明確對(duì)象，找出圓周平面，確定圓心和半徑；）明確對(duì)象，找出圓周平面，確定圓心和