上课用生活中的圆周运动PPT课件

1、第1页/共29页火车在水平轨道（内外轨道一样高）上转弯时，所需的向心力由谁提供？G这个弹力很大，会对轨道和轮缘造成损坏。如何解决这个问题？外轨内轨FNF外轨对轮缘的弹力第2页/共29页FN在转弯处外轨略高于内轨火车转弯所需的向心力的方向是在水平方向上GOF合R第3页/共29页当外轨略高于内轨时：F向心力：由mg和FN 的合力提供mgFNrvmmg2tanLghrvrvmmg2sinrvmLhmg2GFnNhLr很小时,sin=tan安全速度思考:(1)如果v行驶v安全,情况如何?(2)如果v行驶v安全,情况如何?第4页/共29页(2)如果v行驶v安全：GFN轮缘受到外轨向内的挤压（弹力）GFN

2、FF轮缘受到内轨向外的挤压(弹力)第5页/共29页F压FNmg水平桥拱形桥凹形桥第6页/共29页汽车质量为m，通过桥最高点速度为v，桥半径为R，则在最高点汽车对桥的压力为多大？mgFNFn= m v2RF合mgFNv2R mgFNmv2R FN mgm由牛顿第三定律得v2RF压FN mgmFN mg若汽车通过拱桥的速度增大，会出现什么情况？第7页/共29页v2RmgmmgFN当FN = 0 时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车及其中的物体处于完全失重状态。FN0 时，汽车的速度为多大？v gRv2RFN mgm第8页/共29页汽车质量为m，通过桥最低点速度为v，桥半径为R，则在最低点汽车对桥的压

3、力为多大？F合FNmgv2R FN mg + m由牛顿第三定律得v2RF压FN mg + mv2R FNmgmFN mg若汽车通过凹桥的速度增大，会出现什么情况？FNmgFn= m v2R第9页/共29页F压FN mg失重超重F压FN mgF压FN mg第10页/共29页第11页/共29页第12页/共29页1、航天器在发射升空（加速上升）时，航天员处在超重还是失重状态？2、航天器在轨道正常运行（绕地球做匀速圆周运动）时，航天员处在超重还是失重状态？超重FNmga?FNmg maFNmg第13页/共29页航天器绕地球做匀速圆周运动，假设它的线速度的大小为v ，轨道半径近似等于地球半径R ，航天员

4、受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重mg 。mgFN第14页/共29页v2rFN mgm航天器绕地球做匀速圆周运动，假设它的线速度的大小为v ，轨道半径近似等于地球半径R ，航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重mg 。失重v gR当 时， 0 , 座舱对航天员的支持力FN0 ，航天员处于完全失重。有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，这种说法对吗？正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动。v2RmgFNmv2rFN mgm第15页/共29页OF合 = m2r，物体做匀速圆周运动F合m2r ，物体做逐渐远离圆心的运动F 合= 0

5、，物体沿切线方向飞出远离圆心2、条件： 0 F合m2r第16页/共29页O当脱水筒转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F足以提供所需的向心力使水滴做圆周运动。当脱水筒转得比较快时，附着力F 不足以提供所需的向心力，于是水滴做离心运动，穿过小孔，飞到脱水筒外面。 F利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉第17页/共29页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。第18页/共29页要使原来作匀速圆周

6、运动的物体作离心运动，该怎么办？1、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。2、减小合外力或使其消失。第19页/共29页OF静v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Fn大于最大静摩擦力Fmax （Fmax不足以提供向心力），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。当 时，汽车做离心运动 Fmaxm v2r第20页/共29页高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的最大转速。转速过高时，砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。OFv第21页/共29页要防止离心现象发生，该怎么办？1、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。2、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力。第22页/共29页第23页/共29页3、航天器中的失重现象2、小车过桥1、火车转弯4、离心运动的利用与防止第24页/共29页（一）、绳球模型 竖直平面内的圆周运动、过山车、水流星绳mgRmvmgF2gRv 能通过最高点的条件：gRv 第25页/共29页grvFrvmmgFNN02第