生活中的圆周运动课件3(新人教版必修2).ppt

生活中的圆周运动 火车车轮的结构特点 一 铁路的弯道 火车转弯 内外轨道等高 1 火车转弯处内外轨无高度差 外轨对轮缘的弹力F就是使火车转弯的向心力 外轨和外轮之间的磨损大 铁轨容易受到损坏 2 转弯处外轨高于内轨 根据牛顿第二定律 外轨对外轮缘有弹力 内轨对内轮缘有弹力 小结 水平面内的圆周运动 轨迹在水平面内 向心力也一定在水平面内 向心力是按效果命名的力 任何一个或几个力的合力 只要它的作用效果是使物体产生向心加速度 它就是物体所受的向心力 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 思考在高速公路的拐弯处 路面造得外高内低是什么原因 第11题 如图所示 汽车在倾斜的弯道上拐弯 弯道的倾角为 半径为r 则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是 F合 mgtan mgsin mgh L由牛顿第二定律得 F合 man所以mgh L m即火车转弯的规定速度v0 二 拱型桥 1 汽车对桥的压力FN FN 汽车的速度越大 由上式和牛顿第三定律可知 根据牛顿第二定律 汽车开始做平抛运动 质量为m的汽车以速度V通过半径为R的凹型桥 它经桥的最低点时对桥的压力为多大 比汽车的重量大还是小 速度越大压力越大还是越小 解 由上式和牛顿第三定律可知 1 汽车对桥的压力F1 F1 汽车的速度越大 根据牛顿第二定律 思考 汽车不在拱形桥的最高点或最低点时 它的运动能用上面的方法求解吗 mgcos FN maN所以FN mgcos maN桥面支持力与夹角 车速v都有关 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 请大家阅读课本58面 思考与讨论说出你的想法 由可以解出 当时座舱对人的支持力F支 0 人处于失重状态 三航天器中的失重现象 做匀速圆周运动的物体 在所受合力突然消失 或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下 就做逐渐远离圆心的运动 这种运动叫做离心运动 一 离心运动 1 离心运动 2 物体作离心运动的条件 二 离心运动应用 1 离心干燥器的金属网笼 利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置 解释 o F mr 2 F 当网笼转得比较慢时 水滴跟物体的附着力F足以提供所需的向心力F使水滴做圆周运动 当网笼转得比较快时 附着力F不足以提供所需的向心力F 于是水滴做离心运动 穿过网孔 飞到网笼外面 2 洗衣机的脱水筒 3 用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内 当离心机转得比较慢时 缩口的阻力F足以提供所需的向心力 缩口上方的水银柱做圆周运动 当离心机转得相当快时 阻力F不足以提供所需的向心力 水银柱做离心运动而进入玻璃泡内 4 制作 棉花 糖的原理 内筒与洗衣机的脱水筒相似 里面加入白砂糖 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 并迅速冷却凝固 变得纤细雪白 像一团团棉花 要使原来作圆周运动的物体作离心运动 该怎么办 问题一 A 提高转速 使所需向心力增大到大于物体所受合外力 B 减小合外力或使其消失 三 离心运动的防止 1 在水平公路上行驶的汽车转弯时 F 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 2 高速转动的砂轮 飞轮等 问题二 要防止离心现象发生 该怎么办 A 减小物体运动的速度 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 巩固练习 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 bB a cC b dD b c 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 D B 过山车 1 凸形桥半径为R 汽车在顶端的最大速度是多少 2 长为R的轻绳一端系一小球在竖直平面内做圆周运动 它在最高点的最小速度是多少 3 如果上题改成长为R的轻杆一端系一小球在竖直平面内做圆周运动 它在最高点的最小速度是多少 当球在最高点速度为时 求杆对球的作用力 当小球在最高点速度时 求杆对球的作用力 巩固应用 例 绳系着装水的桶 在竖直平面内做圆周运动 水的质量m 0 5kg 绳长 40cm 求 1 桶在最高点水不流出的最小速率 2 水在最高点速率 3m s时水对桶底的压力 g取10m s2 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高点A 当它运动到圆环的最低点B时 对圆环的压力是多少 此时小球的向心加速度是多少 巩固应用 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