人教版高中物理必修生活中的圆周运动-课件

1、5.7生活中的圆周运动5.7生活中的圆周运动2、向心力总是指向圆心, 只改变速度 的方向，大小：复习回顾1、物体做圆周运动时，需要有向心力向心力是按效果命名的力，由其它力沿半径方向的合力提供2、复习回顾向心力是按效果命名的力，由其它力沿半径方向的提供物体做圆周运动的力物体做圆周运动所需的力物体作圆周运动的条件从“供” “需”两方面研究生活中做圆周运动的物体，由物体受力情况决定由物体的运动情况决定F=“供需”平衡 物体做圆周运动本节课牛顿第二定律F=ma的应用提供物体做物体做圆周运动所需的力物体作圆周运动的条件从“供”生活中的圆周运动圆周运动(Circular motion)铁路的弯道火车车轮的

2、构造火车车轮有突出的轮缘圆周问题1：火车转弯生活中的圆周运动圆周运动(Circular moti对实际问题进行抽象提炼并建立模型水平轨道模型弯曲轨道模型火车模型对实际问题进行抽象提炼并建立模型水平轨道模型弯曲轨道模型火车FNFG1、铁路的弯道生活中的圆周运动圆周运动(Circular motion)(1)内外轨道一样高时转弯火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力.外轨对轮缘的弹力F提供向心力F=F向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.怎么办?背景问题1、火车转弯：FNFG1、铁路的弯道生活中的圆周运动圆周运动(Ci铁路

3、的弯道生活中的圆周运动圆周运动(Circular motion)(2) 外轨高内轨低时转弯GFnNhL此为火车转弯时的设计速度r思考:(1)如果v行驶v设计,情况如何?(2)如果v行驶v0时：当vv0时：当vv0时：轮缘不受侧向压力,生活中的圆周运动圆周运动(Circular motion) 背景问题2：汽车过桥黄石长江大桥汽车过桥问题生活中的圆周运动圆周运动(Circular moti1.求汽车以速度v过半径为r 的拱桥最高点时对拱桥的压力？【解】mg和FN的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：可见汽车的速度越大对桥的压力越小。FNmg当 时汽车对桥的压力为零。（临界速度）当大

4、于临界时，汽车做什么运动？飞离桥面做平抛运动！汽车过桥问题由于加速度a竖直向下，属失重现象。m1.求汽车以速度v过半径为r 的拱桥最高点时对拱桥的压力？【11泸定桥11泸定桥2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？FNmg【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：可见汽车的速度v越大，对桥的压力越大。由于加速度a的方向竖直向上，属超重现象。m2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？FNmg【解】G和生活中的圆周运动圆周运动(Circular motion)FN=mg汽车过桥问题小结生活中的圆周运动圆周运动(Circular moti1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如

5、图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( ) A. a处 B. b处 C. c处 D. d处圆周运动(Circular motion)abcdD当堂练习1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途2、如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( ) A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力D汽车对桥面的压力大于汽车的重力BC 2、如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关思考与讨论地

6、球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？思考与讨论思考与讨论地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地三：航天器中的失重现象 假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径r，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力mg试求座舱对宇航员的支持力为零时飞船的速度多大?通过求解，你可以判断此时的宇航员处于什么状态（超重或失重）。三：航天器中的失重现象 假设宇宙飞船总质量为M，对宇航员，重力提供向心力：mg= m

7、v2/r由此可以得出宇航员处于完全失重状态此时人对座椅的压力为零对宇航员，重力提供向心力：mg= mv2/r宇航员处于完全失请思考：为什么列车的脱轨、翻车事故易出现在拐弯处呢？请思考：为什么列车的脱轨、翻车事故易出现在拐弯处呢？做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向.当Fn= 0时，物体沿切线方向飞出问题一、刚才见到的事故都是在什么地方发生的？问题二、你看到这些车子出事故时的侧滑或翻滚方向都有什么样的共同特点？请思考做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的背景问题4 离心运动F=0FF 绳栓着小球在水平面做匀速圆周运动时，小球所需的向心力由形变的绳

8、产生的弹力提供。若m、r、一定，向心力F向=m2r。若突然松手，小球将怎样运动？若绳的拉力F小于它做圆周运动的所需的向心力，小球将怎样运动？背景问题4 离心运动F=0FF 绳栓着小球在水平面1.离心运动：做圆周运动的物体，在提供的向心力突然消失，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。2.物体作离心运动的条件：F F需向思考问题？F供= F需向 做什么运动？F供 = 0 做什么运动？F供 F需向 做什么运动？F供 F需向 做什么运动？圆周近心切线离心1.离心运动：做圆周运动的物体，在提供的向心力突然消失，或者离心运动的应用离心抛掷离心脱水离心分离离心甩干离心运动的应

9、用离心抛掷离心脱水离心分离离心甩干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。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OF静vOFv4.离心运动的防止2、防止：汽车转弯，高速砂轮限速等OF静vOFv4.离心运动的防止2、防止：汽车转弯，高速砂轮1下列说法中正确的是（ ）A物体做离心运动时，将离圆心越来越远B物体做离心运动时，其运动轨迹是半径逐渐增大的圆C做离心运动的物体，一

10、定不受到外力的作用D做匀速圆周运动的物体，因受合力大小改变而不做圆周运动时，将做离心运动A1下列说法中正确的是（ ）A2如图所示，已知半圆形碗半径为R，质量为M，静止在地面上，质量为m的滑块滑到圆弧最底端速率为v，碗仍静止，此时地面受到碗的压力为 ( ) B人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版2如图所示，已知半圆形碗半径为R，质量为M，静止在地面上，3摩天轮顺时针匀速转动时，重为G的游客经过图中a、b、c、d四处时，以下说法正确的是 （ ）A游客在a处受的

11、摩擦力向右B游客在b处受的支持力小于GC游客在c处受的摩擦力等零D游客在d处受的支持力大于GC人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版3摩天轮顺时针匀速转动时，重为G的游客经过图中a、b、c、4如图所示，小物块位于放在地面上半径为R的半球的顶端，若给小物块一水平的初速度v时小物块对半球刚好无压力，则下列说法正确的是（ ）A小物块立即离开球面做平抛运动B小物块落地时水平位移为 RC小物块沿球面运动D小物块落地时速度的方向与地面成45角AB人教版高中物理必修25.

12、7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版4如图所示，小物块位于放在地面上半径为R的半球的顶端，若给mgO绳mgO轨道模型一：细绳、圆形内轨道模型拓展人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版mgO绳mgO轨道模型一：细绳、圆形内轨道模型拓展人教版高中小球恰好过最高点的条件：当v=v0，小球恰好能够通过最高点；当vv0，小球能够通过最高点。最高点：人教版

13、高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版小球恰好过最高点的条件：当v=v0，小球恰好能够通过最高点；O杆O管道模型二：轻杆、圆管模型人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版O杆O管道模型二：轻杆、圆管模型人教版高中物理必修25.7（1）：轻杆提供向下拉力（圆管的外壁受到挤压提供向下的支持力）：轻杆提供向上的支持力（圆管的内壁受到挤压

14、提供向上的支持力）：重力恰好提供向心力，轻杆（圆管）对球没有力的作用（2）（3）（4）：轻杆（圆管的内壁）提供向上的支持力恰能过最高点人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版（1）：轻杆提供向下拉力（圆管的外壁受到挤压提供向下的支持力总结：竖直平面内圆周运动的临界问题物理情景图示在最高点的临界特点做圆周运动条件细绳拉着小球在竖直平面内运动T=0 在最高点时速度应不小于小球在竖直放置的光滑圆环内侧运动FN=0 在最高点时速度应不小于小球固定在轻杆上在竖直面内运动

15、V0F向0F向=FT+mg 或F向=mg-Fn在最高点速度应大于0小球在竖直放置的光滑管中运动V0F向0F向=FT+mg 或F向=mg-Fn在最高点速度应大于0人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版总结：竖直平面内圆周运动的临界问题物理情景图示在最高点的临界例题1：绳子系着装有水的木桶，在竖直面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳子长度为L=60cm，求：（1）最高点水不留出的最小速度？（2）设水在最高点速度为v=3m/s，求水对桶底的压力？（1）在最高

16、点水不流出的最小速率为 m/s（2）水对桶底的压力为2.5N人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版例题1：绳子系着装有水的木桶，在竖直面内做圆周运动，水的质量例题2：如图所示，一质量为m的小球，用长为L轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动.(1)若小球恰好能通过最高点，则小球在最高点是多少？小球的受力情况如何？(2)若小球在最低点受到杆子的拉力为3mg，则小球在最低点的速度是多少？O（1）速度为0，受到重力和向上的支持力（2）人教版高中物理必修25.7生活中

17、的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版例题2：如图所示，一质量为m的小球，用长为L轻杆固定住，使其3杂技演员表演“水流星”，在长为1.6 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m0.5 kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示，若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s，则下列说法正确的是（g10 m/s2）（ ）A“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出B“水流星”通过最高点时，绳的张力及容器底部受到的压力均为零C“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力

18、的作用D“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 NB人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版人教版高中物理必修25.7生活中的圆周运动 (共37张PPT)【PPT优秀课件】-精美版3杂技演员表演“水流星”，在长为1.6 m的细绳的一端，系1.某林场中繁殖力极强老鼠种群数量的增长会受密度制约2.鱼塘中某种鱼的养殖密度不同时,单位水体该鱼的产量有可能相同3.物体的两个分运动是直线运动，则它们的合运动一定是直线运动4.若两个互成角度的分运动分别是匀速直线运动和匀加速直线运动，则合运动一定是曲线运动5.科学家在对黄化豌豆幼苗切段的实验研究中发现，低浓度的生长素促进细胞的伸长，但生长素浓度增高到一