广东省梅州市五华县城镇中学高中物理人教版必修2：生活中的圆周运动.ppt

知识回顾,物体做圆周运动时，受力有何共同点 物体要受到指向圆心的向心力 向心力的特点 方向：总是指向圆心 zxxkw 大小：,分析做圆周运动的物体受力情况,提供向心力,受力分析,Ff,FN+mg,“供需”平衡 物体做匀速圆周运动,向心力公式的理解组卷网,从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体,F合,火车车轮介绍,一、铁路的弯道,例若火车质量为m，转弯半径为r，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为 ，请问火车的速度为多大？,当v=v0时：,当vv0时：,当vv0时：,轮缘不受侧向压力,轮缘受到外轨向内的挤压力,轮缘受到内轨向外的挤压力,讨论:,F合Fn，“供需”不平衡，如何解决？,F合Fn，“供需”不平衡，如何解决？,f1+f2=mv2/r,如果汽车的速度很大，会出现什么情况呢？有什么解决措施？,问题、汽车转弯，情况又如何呢？,2,Gmv2/r,汽车转弯时的措施：,把转弯处的道路修成 外高内低。,FNG，即桥对车的支持力大于其所受重力， 处于超重状态。,2、汽车过凹桥时，在最低点时，凹桥对车的支持力怎样？,二、拱形桥,1、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？,FNG 即桥对车的支持力小于重力，处于失重状态。,3、汽车过凸桥时，在最高点时， 凸桥对车的支持力又怎样？,a,a,4、若汽车的运动速度变大，压力如何变化？,二、拱形桥,思考与讨论： 地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对 车的支持力为零？ 这时驾驶员与座椅 之间的压力是多少？ ,此时,当汽车行驶速度越大，汽车对桥面的压力越小。 当 时，压力FN为零。处于完全失重状态。,三.航天器中的失重现象,在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中的宇航员，除了地球引力外，还可能受到飞船座舱对他的支持力FN。,当 时,座舱对他的支持力FN=0,航天员处于完全失重状态,其实对于任何一个按惯性飞行（只受重力作用）的飞行器或容器，其中的所有物体都处于完全失重状态。,得,由,若在近轨道绕地球做匀速圆周运动：,29.一辆汽车匀速率通过半径为R的圆弧拱形路面，关于汽车的受力情况，下列说法正确的是（ ） A汽车对路面的压力大小不变，总是等于汽车的重力 B汽车对路面的压力大小不断发生变化，总是小于汽车所受重力 C汽车的牵引力不发生变化 D汽车的牵引力逐渐变小,BD,四、离心现象,做匀速圆周运动的物体，在一定条件下，做逐渐 远离圆心的运动，这种运动叫离心运动。,、观察与思考,观察实验现象回答下列问题:,（1）木块为什么会离开转盘？,（2）什么叫做离心运动？,原因：物所需的向心力 随着v的增大而增大，,但提供向心力的合力为静摩擦力，ffmax,当fmax 时，产生离心现象。,做匀速圆周运动的物体,由于惯性总有沿切线方向飞去的倾向，在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，做逐渐远离圆心的离心运动；当合外力大于物体做圆周运动所需的向心力时，物体做离圆心越来越近的向心运动；只有当合外力等于所需的向心力时，物体才可能做匀速圆周运动。,F=mr2,Fmr2,Fmr2,F=0,2、合外力与向心力的关系,“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动,3、离心运动的应用和防止,（1）离心运动的应用,甩干雨伞上的水滴,链球运动,在田径比赛中，链球项目就是得用离心现象来实现投掷的。链球的投掷是通过预摆和旋转来完成的，运动员手持链球链条的一端，在链球高速旋转时，突然松手，拉力消失，链就沿切线方向飞出去。,在雨天，我们可以通过旋转雨伞 的方法甩干雨伞上的水滴，旋转时，当转动快到一定的程度时，水滴和雨伞之间的附着力满足不了水滴做圆周运动所需的向心力，水滴就会做远离圆心的运动而被甩出去。,把湿布块放在离心干燥器的金属网笼里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力 F足以提供所需要的向心力，使水滴做圆周运动.当网笼转的比较快时，附着力 F 不足以提供所需要的向心力，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把湿衣服甩干的。,离心干燥器,o,Fmr,2,F,（2）离心运动的防止：,在水平公路上行驶的汽车转弯时,fmax m,r,2,f,汽车,在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。,高速转动的砂轮、飞轮等,高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过 允许的最大转速，如果转速过高，砂轮、飞轮内部分子间的作用力不足以提供所需的向心力时，离心运动会便它们破裂，甚至酿成事故。为了防止事故的发生，通常还要在砂轮和飞轮的外侧加装一个防护罩。,BC,、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,3、下列说法中正确的有：（ ） 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,D,ACD,？,五.竖直平面内的圆周运动,杆和双轨模型 ：,能过最高点的临界条件：,当速度V 时,杆子对小球是拉力. 当速度V 时,杆子对小球是支持力. 当速度V= 时,杆子对小球无作用力.,mg,N,F,31. 如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨则其通过最高点时（ ）,A小球对圆环的压力大小等于mg,B小球受到的向心力等于重力,C小球的线速度大小等于,D小球的向心加速度大小等于g,BCD,32. 如图所示，质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为m的小球，另一端能绕光滑的水平轴O转动.让小球在竖直平面内绕轴O做半径为,的圆周运动，小球通过最高点时的线速度大小为v.下列说法中正确的是( ),A.v不能小于,B.v,时，小球与细杆之间无弹力作用,时，小球与细杆之间的弹力随v增大而增大,时，小球与细杆之间的弹力随v减小而增大,C.v大于,D.v小于,BCD,重力、绳的拉力,重力、杆的拉力或支持力,重力、外管壁的支持力或内管壁的支持力,小结：竖直平面内的变速圆周运动,例、如图所示，质量为m的小球，用长为L的细绳，悬于光滑斜面上的0点，小球在这个倾角为的光滑斜面上做圆周运动，若小球在最高点和最低点的速率分别是vl和v2，则绳在这两个位置时的张力大小分别是多大?,巩固应用,T1,mgsin,mgsin,T2,T1mgsinmv12/L,T1mv12/L- mgsin,T2-mgsinmv22/L,T2mgsin+mv22/L,匀速圆周运动问题的解题步骤,1.分析物体运