廣東省梅州市五華縣城鎮(zhèn)中學(xué)高中物理人教版必修2：生活中的圓周運(yùn)動(dòng).ppt

知識(shí)回顧,物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力有何共同點(diǎn) 物體要受到指向圓心的向心力 向心力的特點(diǎn) 方向：總是指向圓心 zxxkw 大小：,分析做圓周運(yùn)動(dòng)的物體受力情況,提供向心力,受力分析,Ff,FN+mg,“供需”平衡 物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),向心力公式的理解組卷網(wǎng),從“供” “需”兩方面研究做圓周運(yùn)動(dòng)的物體,F合,火車車輪介紹,一、鐵路的彎道,例若火車質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)彎半徑為r，要求軌道對(duì)輪緣無(wú)擠壓作用，此時(shí)軌道傾角為 ，請(qǐng)問(wèn)火車的速度為多大？,當(dāng)v=v0時(shí)：,當(dāng)vv0時(shí)：,當(dāng)vv0時(shí)：,輪緣不受側(cè)向壓力,輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力,輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力,討論:,F合Fn，“供需”不平衡，如何解決？,F合Fn，“供需”不平衡，如何解決？,f1+f2=mv2/r,如果汽車的速度很大，會(huì)出現(xiàn)什么情況呢？有什么解決措施？,問(wèn)題、汽車轉(zhuǎn)彎，情況又如何呢？,2,Gmv2/r,汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的措施：,把轉(zhuǎn)彎處的道路修成 外高內(nèi)低。,FNG，即橋?qū)嚨闹С至Υ笥谄渌苤亓Γ?處于超重狀態(tài)。,2、汽車過(guò)凹橋時(shí)，在最低點(diǎn)時(shí)，凹橋?qū)嚨闹С至υ鯓樱?二、拱形橋,1、汽車靜止在橋上與通過(guò)橋時(shí)的狀態(tài)是否相同？,FNG 即橋?qū)嚨闹С至π∮谥亓?，處于失重狀態(tài)。,3、汽車過(guò)凸橋時(shí)，在最高點(diǎn)時(shí)， 凸橋?qū)嚨闹С至τ衷鯓樱?a,a,4、若汽車的運(yùn)動(dòng)速度變大，壓力如何變化？,二、拱形橋,思考與討論： 地球可以看做一個(gè)巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時(shí)，地面對(duì) 車的支持力為零？ 這時(shí)駕駛員與座椅 之間的壓力是多少？ ,此時(shí),當(dāng)汽車行駛速度越大，汽車對(duì)橋面的壓力越小。 當(dāng) 時(shí)，壓力FN為零。處于完全失重狀態(tài)。,三.航天器中的失重現(xiàn)象,在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船中的宇航員，除了地球引力外，還可能受到飛船座艙對(duì)他的支持力FN。,當(dāng) 時(shí),座艙對(duì)他的支持力FN=0,航天員處于完全失重狀態(tài),其實(shí)對(duì)于任何一個(gè)按慣性飛行（只受重力作用）的飛行器或容器，其中的所有物體都處于完全失重狀態(tài)。,得,由,若在近軌道繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)：,29.一輛汽車勻速率通過(guò)半徑為R的圓弧拱形路面，關(guān)于汽車的受力情況，下列說(shuō)法正確的是（ ） A汽車對(duì)路面的壓力大小不變，總是等于汽車的重力 B汽車對(duì)路面的壓力大小不斷發(fā)生變化，總是小于汽車所受重力 C汽車的牽引力不發(fā)生變化 D汽車的牽引力逐漸變小,BD,四、離心現(xiàn)象,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在一定條件下，做逐漸 遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫離心運(yùn)動(dòng)。,、觀察與思考,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問(wèn)題:,（1）木塊為什么會(huì)離開(kāi)轉(zhuǎn)盤？,（2）什么叫做離心運(yùn)動(dòng)？,原因：物所需的向心力 隨著v的增大而增大，,但提供向心力的合力為靜摩擦力，ffmax,當(dāng)fmax 時(shí)，產(chǎn)生離心現(xiàn)象。,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,由于慣性總有沿切線方向飛去的傾向，在合外力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，做逐漸遠(yuǎn)離圓心的離心運(yùn)動(dòng)；當(dāng)合外力大于物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí)，物體做離圓心越來(lái)越近的向心運(yùn)動(dòng)；只有當(dāng)合外力等于所需的向心力時(shí)，物體才可能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。,F=mr2,Fmr2,Fmr2,F=0,2、合外力與向心力的關(guān)系,“供”“需”是否平衡決定物體做何種運(yùn)動(dòng),3、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止,（1）離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用,甩干雨傘上的水滴,鏈球運(yùn)動(dòng),在田徑比賽中，鏈球項(xiàng)目就是得用離心現(xiàn)象來(lái)實(shí)現(xiàn)投擲的。鏈球的投擲是通過(guò)預(yù)擺和旋轉(zhuǎn)來(lái)完成的，運(yùn)動(dòng)員手持鏈球鏈條的一端，在鏈球高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，突然松手，拉力消失，鏈就沿切線方向飛出去。,在雨天，我們可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)雨傘 的方法甩干雨傘上的水滴，旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)快到一定的程度時(shí)，水滴和雨傘之間的附著力滿足不了水滴做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，水滴就會(huì)做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)而被甩出去。,把濕布?jí)K放在離心干燥器的金屬網(wǎng)籠里，網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，水滴跟物體的附著力 F足以提供所需要的向心力，使水滴做圓周運(yùn)動(dòng).當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)的比較快時(shí)，附著力 F 不足以提供所需要的向心力，于是水滴做離心運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面。洗衣機(jī)的脫水筒也是利用離心運(yùn)動(dòng)把濕衣服甩干的。,離心干燥器,o,Fmr,2,F,（2）離心運(yùn)動(dòng)的防止：,在水平公路上行駛的汽車轉(zhuǎn)彎時(shí),fmax m,r,2,f,汽車,在水平公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需向心力F大于最大靜摩擦力fmax，汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故。因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過(guò)規(guī)定的速度。,高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等,高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等，都不得超過(guò) 允許的最大轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)速過(guò)高，砂輪、飛輪內(nèi)部分子間的作用力不足以提供所需的向心力時(shí)，離心運(yùn)動(dòng)會(huì)便它們破裂，甚至釀成事故。為了防止事故的發(fā)生，通常還要在砂輪和飛輪的外側(cè)加裝一個(gè)防護(hù)罩。,BC,、為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)“打滑”的現(xiàn)象，可以：( ) a、增大汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度 b、減小汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度c、增大汽車與路面間的摩擦 d、減小汽車與路面間的摩擦 A、a、b B、a、c C、b、d D、b、c,3、下列說(shuō)法中正確的有：（ ） A、提高洗衣機(jī)脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干 B、轉(zhuǎn)動(dòng)帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開(kāi)圓心 C、為了防止發(fā)生事故，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等不能超過(guò)允許的最大轉(zhuǎn)速 D、離心水泵利用了離心運(yùn)動(dòng)的原理,D,ACD,？,五.豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),桿和雙軌模型 ：,能過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件：,當(dāng)速度V 時(shí),桿子對(duì)小球是拉力. 當(dāng)速度V 時(shí),桿子對(duì)小球是支持力. 當(dāng)速度V= 時(shí),桿子對(duì)小球無(wú)作用力.,mg,N,F,31. 如圖所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)圓半徑為R，小球經(jīng)過(guò)圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓軌則其通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)（ ）,A小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mg,B小球受到的向心力等于重力,C小球的線速度大小等于,D小球的向心加速度大小等于g,BCD,32. 如圖所示，質(zhì)量可以不計(jì)的細(xì)桿的一端固定著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端能繞光滑的水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng).讓小球在豎直平面內(nèi)繞軸O做半徑為,的圓周運(yùn)動(dòng)，小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的線速度大小為v.下列說(shuō)法中正確的是( ),A.v不能小于,B.v,時(shí)，小球與細(xì)桿之間無(wú)彈力作用,時(shí)，小球與細(xì)桿之間的彈力隨v增大而增大,時(shí)，小球與細(xì)桿之間的彈力隨v減小而增大,C.v大于,D.v小于,BCD,重力、繩的拉力,重力、桿的拉力或支持力,重力、外管壁的支持力或內(nèi)管壁的支持力,小結(jié)：豎直平面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng),例、如圖所示，質(zhì)量為m的小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩，懸于光滑斜面上的0點(diǎn)，小球在這個(gè)傾角為的光滑斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)，若小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速率分別是vl和v2，則繩在這兩個(gè)位置時(shí)的張力大小分別是多大?,鞏固應(yīng)用,T1,mgsin,mgsin,T2,T1mgsinmv12/L,T1mv12/L- mgsin,T2-mgsinmv22/L,T2mgsin+mv22/L,勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的解題步驟,1.分析物體運(yùn)