山东省青岛市国开中学高中物理 5.7 生活中的圆周运动课件 新人教版必修2.ppt

5 7生活中的圆周运动 一 火车拐弯 火车转弯时什么力提供向心力 g fn f弹 外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力 重力和支持力的合力提供向心力 以减少外轨与轮缘之间的挤压 1 当v v0时 2 当v v0时 3 当v v0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 赛场弯道设计 外高内低 汽车转弯 1 在水平铁路转弯处 往往使外轨略高于内轨 下列说法错误的是 a 减轻火车轮子挤压外轨b 减轻火车轮子挤压内轨c 使火车车身倾斜 利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力d 限制火车向外脱轨 b 例 已知火车速度为30m s 弯道半径r 900m 火车的质量为8 105kg 取g 10m s2 求 1 转弯时所需的向心力多大 2 若轨道不受轮缘挤压 求轨道与水平面夹角 的正切值 3 若火车速度为40m s 此时轮缘的受力情况如何 二 拱形桥 当v非常大时可能出现什么现象 凹形桥 当v非常大时可能发生什么状况 如汽车不在拱形桥的最高或最低点 它的运动还能用刚才的方法求解吗 2 汽车匀速率通过半径为r的拱形路面 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 以上说法都错 b 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 地面对车的支持力是零 这时驾驶员与座椅之间的压力是多少 三 航天器中的失重现象 什么维持近地航天器做圆周运动 万有引力 设航天器质量为m 它绕地球做匀速圆周运动 其轨道半径近似等于地球半径r 航天员的质量为m 宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力 试求飞船速度多大 座舱对宇航员的支持力多大 完全失重 做圆周运动的物体 在其所受合外力突然消失 或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下 就做逐渐远离圆心的运动 这种运动叫做离心运动 四 离心运动 作离心运动的条件 物体做圆周运动需要什么条件 当f合 fn 做圆周运动 当f合 fn 当f合 fn 做向心 近心 运动 做离心运动 合 思考 要防止离心现象发生 该怎么办 a 减小运动速度 使物体作圆周运动时所需的向心力减小 b 增大合外力 使其达到物体作圆周运动时所需的向心力 离心运动的应用 啤酒何以清澈透亮 原来这也与离心分离密切相关 因为麦汁中含有一种极不稳定的冷凝固物 应尽量减少其含量才能保证啤酒不出现冷混浊现象 然而 这种冷凝固物的粒子极为微小 直径仅有0 1 0 5微米 很难除净 但若采用高速离心机进行分离处理 就比较容易实现净化 因为这种粒子虽然微小 但由于存在密度差 一旦进入强大的离心力场后 二者立即 分道扬镳 从而可以很容易地把冷凝固粒子剔除 从蔗糖水溶液中分离蔗糖 也需依靠离心沉降方法 制作 棉花 糖的原理 内筒与洗衣机的脱水筒相似 往内筒加入白砂糖 加热使糖熔化成糖汁 内筒高速旋转 黏稠的糖汁就做离心运动 从内筒壁的小孔飞散出去 成为丝状 到达温度较低的外筒就会迅速冷却凝固 变得纤细雪白 像一团团棉花 离心浇铸 技术模具绕一固定轴旋转 当达到500转每分时 将融化了的液态金属倒入其中 它将以巨大的惯性离心力向模具壁紧压 同时夹杂在液态金属里的气体和熔渣 由于其密度远小于液态的金属 因此它们将从金属里被分离出来 按此法浇铸出的金属零件密实 均匀 不含气泡和裂痕 大大提高了使用寿命 b 3 下列说法正确的是 a 作匀速圆周运动的物体 在所受合外力突然消失时 将沿圆周半径方向离开圆心b 作匀速圆周运动的物体 在所受合外力突然消失时 将沿圆周切线方向离开圆心c 作匀速圆周运动的物体 它自己会产生一个向心力 维持其作圆周运动d 作离心运动的物体 是因为受到离心力作用的缘故 4 为防止汽车在水平路面转弯时出现 打滑 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 bc 5 下列说法中错误的有 a 提高洗衣机脱水筒