鲁科版必修2 向心力的实例分析 第1课时 课件(32张）.ppt

第3节向心力的实例分析 第一课时 第2章匀速圆周运动 向心力的求解公式是什么 复习思考 匀速圆周运动解题步骤 1明确研究对象 确定它在哪个平面内做圆周运动 找到圆心和半径 2确定研究对象在某个位置所处的状态 进行具体的受力分析 分析哪些力提供了向心力 3建立以指向圆心方向为力的正方向 根据向心力公式列出方程 4解方程 对结果进行必要的讨论 f ma向 向心力公式的应用 背景问题1汽车过拱桥 汽车在平直公路上匀速行驶时 所受的合力等于0 那么当汽车上凸形桥时 我们说它做圆周运动 那么是什么力提供汽车的向心力呢 f向 g fn 汽车在拱桥上前进 桥面的圆弧半径为r 当它经过最高点时速度为v 分析汽车过桥的最高点时对桥面的压力 e 又因支持力与压力是一对作用力与反作用力 所以 a 选汽车为研究对象 b 对汽车进行受力分析 受到重力和桥对车的支持力 c 上述两个力的合力提供向心力 且向心力方向向下 d 建立关系式 f向 g fn 且 解析 理论分析 思考与讨论 1 根据上面的分析可以看出 汽车行驶的速度越大 汽车对桥的压力越小 试分析一下 当汽车的速度不断增大时 会有什么现象发生呢 解析 由可知汽车的速度v越大 对桥的压力就越小 当时 桥受到的压力等于零 合外力等于重力 若合外力不能提供汽车做圆周运动的向心力 则汽车会飞出去 汽车过桥时一般都会有一个限速 规定汽车的速度不能大于这个限速 就是因为上面的原因 2 请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路 分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力 如图 这时的压力比汽车的重量大还是小 g f 解析 f g f g 小结 汽车过拱桥或凹桥 经凸桥最高点时 由牛顿第三定律可知 汽车对桥面压力小于汽车的重力 当时 汽车对桥面无压力 由牛顿第三定律可知 汽车对桥面压力大于汽车的重力 经凹桥最低点时 背景问题2 旋转秋千 二 旋转秋千 物体做匀速圆周运动的向心力是有物体所受重力mg和悬线拉力t对它的合力提供 2 动力学关系 mgtan m 2r r lsin 旋转秋千 运动可以简化为圆锥摆模型 如图 由此可知 角度与角速度 和绳长l有关 在绳长l确定的情况下 角速度 越大 角越大 1 向心力来源 例m 5000kg的汽车 通过半径r 50m的拱型桥顶时速度为5m s 则汽车对桥顶的压力是多少 在水平面上转弯和汽车 向心力是 a 水平面对汽车的静摩擦力b 水平面对汽车的滑动摩擦力c 汽车受到的重力和水平面对汽车支持力的合力d 汽车受到的重力 水平面对汽车支持力和汽车支持力和汽车牵引力的合力 练习 汽车驶过凸形拱桥顶点时对桥的压力为f1 汽车静止在桥顶时对桥的压力为f2 那么f1和f2比较 a f1 f2b f1 f2c f1 f2d 都有可能 背景问题3 火车转弯 火车在平直轨道上匀速行驶时 所受的合力等于0 那么当火车转弯时 我们说它做圆周运动 那么是什么力提供火车的向心力呢 c 由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的 且由于火车质量很大 故轮缘和外轨间的相互作用力很大 易损坏铁轨 1 内外轨道一样高时 g fn f a 此时火车车轮受三个力 重力 支持力 外轨对轮缘的弹力 b 外轨对轮缘的弹力f提供向心力 转弯处 外轨略高于内轨 2 外轨略高于内轨时 火车转弯规定临界速度 注意这时的向心力是水平的 分析 当r 一定时 车行驶的速度v 车行驶的速度v 外轨对车有向内的推力 车行驶的速度v 问题 物体做圆周运动需满足什么条件 物体必须受到外界提供的向心力 而且有f供向心 f需向心 问题 假如实际提供的向心力突然消失 会有什么现象发生 第三节离心现象及其应用 1 离心现象 物体做逐渐远离圆心的运动 1 两种情况 实供向心力不够大 物体在某点的切线与圆周之间做曲线运动 逐渐远离圆心 点播 v o fn 返 实供向心力突然消失 物体沿切线方向飞出 点播 转 2 成因分析 当f供向心 0时 m v不变 r 当f供向心 f需向心 mv r时 m v不变 r增大 3 条件 f供向心 f需向心 4 实质 惯性的表现 注意 离心现象并不是物体受离心力作用 供不应求 5 相反情况 向心运动 当f供向心 f需向心 mv r时 m v不变 r减小 供过于求 实例 水流星不能正常运转时过不了上半圆 2 离心现象的应用 甩干雨伞上的水滴 投掷链球时先作高速旋转 洗衣机的脱水程序 离心分离器 制作 棉花 糖 嫦娥一号飞船奔月 先绕地球做离心运动 后绕月球做向心运动 3 离心运动有害的一面 火车转弯时 要按规定速度行驶 防止车轮和铁轨受损 汽车及其他车辆在水平路面转弯时 要控制车速 避免离心运动和翻车 砂轮 飞轮转动时不得超过允许的最大转速 并要安装防护罩 避免内部分子作用力不足以提供所需的向心力 因离心现象而破裂飞出釀成事故 例1 在水平铁路转弯处 往往使外轨略高于内轨 这是为了 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 acd 例2 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 火车以某一速度v通过某弯道时 内 外轨道均不受侧压力作用 下面分析正确的是 a 轨道半径r v2 gb 若火车速度大于v时 外轨将受到侧压力作用 其方向平行轨道平面向外c 若火车速度小于v时 外轨将受到侧压力作用 其方向平行轨道平面向内d 当火车质量改变时 安全速率也将改变 关于做匀速圆周运动的物体发生离心现象 正确的说法是 a 当物体所受到的离心力大于向心力时 就产生离心现象b 发生离心现象的条件是物体所受合外力突然为零或不足以提供向心力c 当它所受到的一切力都突然消失时 它将沿切线做匀速直线运动d 当它所受到的一切力都突然消失时 它将沿曲线做离心运动 bc 在下面介绍的各种情况中 哪种情