高中物理_必修2_5.7《生活中的圆周运动》(上课版)_新人教版ppt课件

1,思考：,在平直轨道上匀速行驶的火车，火车受几个力作用？这几个力的关系如何？那火车转弯时情况会有何不同呢？火车转弯时是在做圆周运动，那么是什么力提供向心力？,一、铁路的弯道,2,车轮的构造,火车车轮有突出的轮缘,3,车轮介绍,4,铁路的弯道,内外轨道一样高,G,N,外轨对轮缘的弹力提供向心力,.,F,5,【最佳方案】,外轨略高于内轨,6,【方案剖析】,火车转弯规定临界速度:,解析：,重力G与支持力FN的合力F合是使火车转弯的向心力,7,G,N,F,当很小时，,8,N,h,F,如图，斜面轨道倾角为，转弯半径R，要使车轮对内外轨都无压力,质量为m的火车运行的速率应该多大?,火车拐弯应以规定速度行驶,G,9,【研究与讨论】,如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？,10,讨论：1.当v,F提合力不足以提供向心力外轨对轮缘有挤压；2.当v=,=F提合力恰好等于向心力内外轨对轮缘都无挤压3.当vv规定时,当火车行驶速率vv规定时,G,N,N,火车行驶速率vv规定,G,N,N,外轨对轮缘有侧压力,内轨对轮缘有侧压力,12,1、火车转弯时向心力是水平的,2、向心力是按效果命名的力，如果认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用，还要再受到一个向心力，那就不对了。,13,公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时，也可以看做圆周运动。那么是什么力提供汽车的向心力呢？,思考：,二、拱形桥,14,二、汽车过桥,1,2,3,15,二、拱形桥1向心力来源汽车过拱形桥时做圆周运动，所需向心力由_和桥面的_提供2拱形桥上的受力特点图571,重力,支持力,16,17,图572,18,失重,超重,小结：,19,该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中,20,一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，距地面一二百千米时，它的轨道半径近似等于地球半径，航天员受到地球引力近似等于重力,船舱对航天员的支持力为零，航天员处于失重状态。,三、航天器中的失重现象,21,完全失重,完全失重,22,1、定义：,当向心力突然消失或者指向圆心的合力不足时，物体做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。,四、离心运动,23,二、对离心运动的理解1离心运动的实质离心运动实质是物体惯性的表现做圆周运动的物体，总有沿着圆周切线飞出去的趋向，之所以没有飞出去，是因为受到向心力作用的缘故从某种意义上说，向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切线方向拉到圆周上来一旦作为向心力的合外力突然消失或不足以提供向心力，物体就会发生离心运动,24,2合外力与向心力的关系(如图575)图575,25,26,特别提醒：(1)离心运动并不是受到离心力的作用产生的运动(2)离心运动并不是沿半径方向向外远离圆心的运动,27,离心抛掷,离心脱水,离心分离,离心甩干,2、离心运动的应用与防止,离心运动的应用,28,用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内,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。,29,离心运动的防止,30,图576,31,32,2轻杆模型如图577所示，在细轻杆上固定的小球或在管形轨道内运动的小球，由于杆和管能对小球产生向上的支持力，所以小球能在竖直平面内做半径为R的圆周运动的条件是在最高点的速度大于或等于零，小球的受力情况为：图577,33,34,特别提醒：对竖直平面内的圆周运动(1)要明确运动的模型，即绳或杆(2)由不同模型的临界条件分析受力，找到向心力的来源,35,一、铁路的弯道1讨论向心力的来源：2外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力3讨论：为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?二、拱形桥1思考：汽车过拱形桥时