高中物理 2_3 圆周运动实例总结课件 教科版必修2.ppt

曲线运动,概念,方法：运动的合成与分解,实例,平抛运动,圆周运动,水平面的圆周运动,竖直面内的圆周运动,曲线运动,运动的合成与分解,平抛运动,圆周运动,描述圆周运动的物理量之间的关系,知识回顾,匀速圆周运动实例分析,圆周运动的分析方法（1）选取研究对象，确定轨道平面，圆心位置和轨迹半径（2）分析受力情况，明确向心力来源（3）沿向心加速度方向建立方程,几种典型模型,一.水平面内的圆周运动,例：一半径足够大的圆台可绕其竖直轴在水平面内转动，质量相同的两木块A、B与圆台间的摩擦因数相同为、用一根长为L的细线将他们连接，将A放在轴心处，B在距轴心L处，要使他们与圆台不发生相对运动圆台转动的角速度最大为多少？,（L）,1.绳,在光滑水平面内,依靠绳的拉力T提供向心力.,T=MV2/R,在不光滑水平面内,除绳的拉力T外，还要考虑摩擦力。,2.杆,例:如图所示的两段轻杆OA和AB长分别为2L和L,在A和B两点分别固定有质量均为M的光滑小球,当整个装置绕O点以做圆周运动时,求OA和AB杆的张力各为多大?,解:据题意,B球的向心力来源于AB杆对它的拉力TAB,据牛顿第二定律:,TAB=M23L(1),A球的向心力来源于OA杆与AB对它的作用力的合力,据牛顿第三定律:,TAB=TAB.(2),据牛顿第二定律:对A球有,TOA-TAB=M22L.(3),解得:TOA=5M2L,即:OA杆的张力为5M2L,AB杆的张力为3M2L.,3.弹簧,在光滑水平面内,由弹簧的弹力F来提供向心力.,F=MV2/R,例:劲度系数为K的弹簧,一端栓着质量为M的光滑小球,一端固定在水平面内,以角速度,半径L做匀速圆周运动,求弹簧的原长.,据胡克定律:有F=K(L-L0),据牛顿第二定律:K(L-L0)=M2L,解得:L0=L-M2L/K.,注意:对于弹簧约束情况下的圆周运动,一定要找准真实的圆周运动的半径与向心力.,解:设弹簧的原长为L0,则弹簧的形变量为L-L0.,例:A、B、C三物体放在水平圆台上,它们与平台的动摩擦因数相同,其质量之比为3:2:1,它们与转轴之间的距离之比为1:2:3,当平台以一定的角速度旋转时,它们均无相对滑动,它们受到静摩擦力分别为fA、fB、fC,则()A.fAfBfCC.fA=fBfCD.fA=fCfB,解析:A、B、C三物体在转动过程中未发生滑动，故转台对物体提供的静摩擦力应等于它们作圆周运动需要的向心力，即f提供=f需要=fn=M2R.三物体绕同一轴转动，角速度相等，把质量和圆周运动的半径关系代入上式，比较可知fA=fCfB选项D正确.,4.摩擦力提供向心力,例:A、B、C三物体放在水平圆台上,它们与平台的动摩擦因数相同,其质量之比为3:2:1,它们与转轴之间的距离之比为1:2:3,当平台以一定的角速度旋转时,它们均无相对滑动,它们受到静摩擦力分别为fA、fB、fC,当平台旋转的角速度不断增大时，哪个物体最先相对平台滑动，哪个物体最后滑动,扩展,分别比较AC、BC、AB谁先动C最先、其次是B、最后是A,5.互成角度的力的合力提供向心力,圆锥摆漏斗摆火车转弯,物体受力情况如图所示，G和T的合力F提供向心力,圆锥摆,旋转的角速度越大，角越大(0,4.管,问题:质量为m的光滑小球,在半径为R的圆管内滚动,请讨论小球的速度在什么范围内,轨道内侧对小球有支持力?在什么范围内,轨道外侧对小球有向下的压力?速度为何值时,轨道与小球间无相互作用力?,解:,(1).轨道内侧对小球有支持力N,mg-N=mV2/R所以N=mg-mV2/R,根据题意,N0,(3).当时，N0,小球与轨道内侧外侧均无作用力.,代入上式,V0,代入上式,V,最高点受力特点,最高点特征方程,做完整圆运动的条件,竖直平面内圆周运动几种模型比较,过山车、飞机在竖直平面翻筋斗、水流星与绳模型类似,三、离心现象及其应用1、离心运动: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.2、物体做离心运动的条件:,做匀速圆周运动的物体,在合外力突然消失时,物体就沿切线方向飞去,物体做离心运动做圆周运动的物体,在合外力不足以提供物体做圆周运动所需的向心力时,物体也会远离圆心做离心运动.总之,做匀速圆周运动的物体,在合外力突然消失或不足以提供物体做圆周运动所需的向心力时,就逐渐远离圆心做离心运动.,3、离心运动的运用离心干燥机离心沉淀器,4、离心运动的防止汽车在拐弯处限速转动的砂轮飞轮限速,例.离心沉淀器的试管内的液体里混合着饱和食盐颗粒、食盐水和酒精,当离心机的转速不断增加时,最后物体的排列顺序(由圆心到外)是()A.食盐水、食盐颗粒、酒精B.食盐颗粒、食盐水、酒精C.酒精、食盐水、食盐颗粒D.酒精、食盐颗粒、食盐水,解析：三种物质的密度由小到大的顺序是：酒精、食盐水、食盐颗粒.单位体积三种