生活中的圆周运动.ppt

5.8 生活中的圆周运动,观察 火车转弯,思考,火车在水平轨道（内外轨道一样高）上转弯时，所需的向心力由谁提供？,外轨,内轨,F合=mgtan =mv2/R,火车转弯规定临界速度,1、当火车行驶速率 时，F=F向，内外轨道对轮缘都没有压力,3、当火车行驶速率 时，FF向，内轨道对轮缘有侧压力,2、当火车行驶速率 时，FF向，外轨道对轮缘有侧压力,汽车在水平路面转弯做圆周运动时，也需要向心力，问这个向心力由什么力提供的？,汽车转弯,所以汽车在转弯的地方，路面也是外高内低，靠合力提供向心力。,1、拱（凸）形桥,2、凹形桥,3、平面桥,实例2,汽车过桥的问题,汽车过拱桥,当汽车速度多大时,N=0,此时汽车会如何运动?,随V的增大，FN如何变化？,当 时，汽车离开拱形桥做平抛运动,你见过凹形的桥吗？,泸定桥,汽车过凹形桥,比较三种桥面受力的情况,G,G,G,N,N,N,例、质量为4000 kg的汽车,通过半径为40 m的凸形桥顶端时,对桥顶的压力正好为零,则汽车的速度大小为多少。(取10 m/s2),例、如图所示,汽车质量为1.5104 kg,以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,桥面圆弧半径为15,如果桥面承受的最大压力不得超过2.0105 N,汽车允许的最大速率是多少?汽车以此速率驶过桥面的最小压力是多少?（10 m/s2）,如图所示，公路转弯处路面跟水平面之间的倾角=150，弯道半径R=40m，求： （1）汽车转弯时规定速度应是多大？ （2）如果汽车转弯的时候超过或达不到这个速度会怎么样？,实例三,B,1.物体沿圆的内轨道运动,（3）当 时，物 体离开圆轨道做曲线运动,例、质量为1kg的小球沿半径为20cm的圆环在竖直平面内做圆周运动，如图所示，求 （1）小球在圆环的最高点A不掉下来的最小速度是多少？此时小球的向心加速度是多少？（2）若小球仍用以上的速度经过圆环的最低点B，它对圆环的压力是多少？此时小球的向心加 速度是多少？,A,B,D,mg,N,mg,N,N,A,过最高点的最小速度是多大?,2.绳物结构,例、用细绳栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,则下列说法正确的是: A.小球过最高点时,绳子 的张力可以为零 B.小球过最高点时的 最小速度为零 C.小球刚好过最高点是的速度是 D.小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反,例、如图所示,一质量为m的小球用长为L的细绳悬于O点,使之在竖直平面内做圆周运动,小球通过最低点时速率为v,则小球在最低点时细绳的张力大小为多少?,过最高点的最小速度是多大?,V=0,3.杆物结构,例、用一轻杆栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,则下列说法正确的是: A.小球过最高点时,杆子的张力可以为零 B.小球过最高点时的最小速度为零 C.小球刚好过最高点是的速度是 D.小球过最高点时,杆子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反,例、长为0.6m的轻杆OA(不计质量),A端插个质量为2.0kg的物体,在竖直平面内绕O点做圆周运动,当球达到最高点的速度分别为3m/s, m/s,2m/s时,求杆对球的作用力各为多少?,1、杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的小桶，在竖直平面内做圆周运动，若水的质量m0.5 kg，绳长l60 cm，（g取10m/s2 ）求： （1）最高点水不流出的最小速率； （2）水在最高点速率v3 m/s时， 水对桶底的压力。,ms ； 2.5N,四.航天器中的失重现象,航天员在太空中作什么运动？他的受力情况怎样？,航天员处于什么状态？座舱 对航天员的支持力是零吗？,G F= mv2/R,F=G mv2/R,当v=,FN =0 航天员处于完全失重状态,五、离心运动,离心运动的条件,F=0或 Fmr2,2、请举例说明生活中，有哪些现象是由于离心运动而造成了危害？,1、 请举例说明生活中，有哪些现象应用了离心运动？,汽车在公路转弯处要限速,B,、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以：( ) a、增大汽车转弯时的速度 b、减小汽车转弯时的速度 c、增大汽车与路面间的摩擦 d、减小汽车与路面间的摩擦 A、a、b B、a、c C、b、d D、b、c,D,3、下列说法中错误的有：（ ） A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干 B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心 C、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速 D、离心水泵利用了离心运动的原理,B,思考：司机开着汽车在一宽阔的马路上匀速行驶，突然发现前方有一堵墙，他是刹车好还是转弯好呢？（设转弯时汽车作匀速圆周运动，最大静摩擦力与滑动摩擦力相等）,分析：设汽车原来的速度为v，汽车与地面的摩擦因数为，汽车的质量为m，,刹车时：mg=ma，则a=g，,向前滑行的距离为： s=v2/2a=v2/2g，,转弯时：mg=mv2/R，得：R=v2/g,因sR，故刹车比转弯好,1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( ) A. a处 B. b处 C. c处 D. d处,D,2.一辆质量为4t的汽车驶过半径为50m的凸形桥面时,始终保持5m/s的速率.汽车所受的阻力为车对桥面压力的0.05倍.通过桥的最高点时汽车牵引力是多少N.(g=10m/s2),例1、汽车与路面的动摩擦因数为m ，公路某转弯