高中物理第五章曲線運(yùn)動(dòng)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)課件新人教版必修.ppt

5.7生活中的圓周運(yùn)動(dòng),觀察,思考,火車(chē)在水平軌道（內(nèi)外軌道一樣高）上轉(zhuǎn)彎時(shí)，所需的向心力由誰(shuí)提供？,這個(gè)彈力很大，會(huì)對(duì)軌道和輪緣造成損壞。如何解決這個(gè)問(wèn)題？,外軌,內(nèi)軌,外軌對(duì)輪緣的彈力,分析,在轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌,火車(chē)轉(zhuǎn)彎所需的向心力的方向是在水平方向上還是在與斜面平行的方向上？,分析,F合mgtan,軌道對(duì)輪緣無(wú)擠壓，此時(shí)火車(chē)的速度為多大？,若火車(chē)的速度大于或小于這個(gè)值時(shí)，軌道對(duì)輪緣有擠壓?jiǎn)幔?討論,輪緣受到外軌向內(nèi)的彈力,輪緣受到內(nèi)軌向外的彈力,汽車(chē)過(guò)橋,F壓FNmg,水平橋,拱形橋,凹形橋,拱形橋,汽車(chē)質(zhì)量為m，通過(guò)橋最高點(diǎn)速度為v，橋半徑為R，則在最高點(diǎn)汽車(chē)對(duì)橋的壓力為多大？,F合mgFN,由牛頓第三定律得,FNmg,若汽車(chē)通過(guò)拱橋的速度增大，會(huì)出現(xiàn)什么情況？,拱形橋,當(dāng)FN=0時(shí)，汽車(chē)脫離橋面，做平拋運(yùn)動(dòng)，汽車(chē)及其中的物體處于完全失重狀態(tài)。,FN0時(shí)，汽車(chē)的速度為多大？,凹形橋,汽車(chē)質(zhì)量為m，通過(guò)橋最低點(diǎn)速度為v，橋半徑為R，則在最低點(diǎn)汽車(chē)對(duì)橋的壓力為多大？,F合FNmg,由牛頓第三定律得,FNmg,若汽車(chē)通過(guò)凹橋的速度增大，會(huì)出現(xiàn)什么情況？,結(jié)論,F壓FNmg,失重,超重,F壓FNmg,F壓FNmg,思考,1、航天器在發(fā)射升空（加速上升）時(shí)，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？,2、航天器在軌道正常運(yùn)行（繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)）時(shí)，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？,超重,?,FNmgma,FNmg,航天器中的失重現(xiàn)象,航天器繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假設(shè)它的線速度的大小為v，軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員受到的地球引力近似等于他在地面測(cè)得的體重mg。,失重,有人把航天器失重的原因說(shuō)成是它離地球太遠(yuǎn)，從而擺脫了地球引力，這種說(shuō)法對(duì)嗎？,正是由于地球引力的存在，才使航天器連同其中的人和物體繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。,離心運(yùn)動(dòng),F合=m2r，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng),F合m2r，物體做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng),F合=0，物體沿切線方向飛出遠(yuǎn)離圓心,1、定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合力突然消失，或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí)，做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。,2、條件：,0F合m2r,供需,離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用,當(dāng)脫水筒轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，水滴跟物體的附著力F足以提供所需的向心力使水滴做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)脫水筒轉(zhuǎn)得比較快時(shí)，附著力F不足以提供所需的向心力，于是水滴做離心運(yùn)動(dòng)，穿過(guò)小孔，飛到脫水筒外面。,利用離心運(yùn)動(dòng)把附著在物體上的水分甩掉,離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用,用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi),制作棉花糖的原理：內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似，里面加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動(dòng)，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀到達(dá)溫度較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細(xì)雪白，像一團(tuán)團(tuán)棉花。,思考,要使原來(lái)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體作離心運(yùn)動(dòng)，該怎么辦？,1、提高轉(zhuǎn)速，使所需向心力增大到大于物體所受合外力。,2、減小合外力或使其消失。,供需,供需,離心運(yùn)動(dòng)的防止,在水平公路上行駛的汽車(chē)，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車(chē)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Fn大于最大靜摩擦力Fmax（Fmax不足以提供向心力），汽車(chē)將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故。因此，在公路彎道處，車(chē)輛行駛不允許超過(guò)規(guī)定的速度。,離心運(yùn)動(dòng)的防止,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。轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，砂輪、飛輪內(nèi)部分子間的相互作用力不足以提供所需向心力，離心運(yùn)動(dòng)會(huì)使它們破裂，釀成事故。,思考,要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？,1、減小物體運(yùn)動(dòng)的速度，使物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力減小。,2、增大合外力，使其達(dá)到