人教版高中物理必修二5.7 生活中的圓周運動第二課時公開課教學(xué)共53張ppt課件

1、招遠一中招遠一中 孫翠鳳孫翠鳳1會分析詳細圓周運動問題中向心力的來源，會分析詳細圓周運動問題中向心力的來源，能處理生活中的圓周運動問題能處理生活中的圓周運動問題2了解航天器中的失重景象及緣由了解航天器中的失重景象及緣由3了解離心運動及物體做離心運動的條件，了解離心運動及物體做離心運動的條件，知道離心運動的運用及危害知道離心運動的運用及危害. F合rTmrmrvm2222供需供需平衡平衡 物體做勻速圓周運動物體做勻速圓周運動提供物體做勻速圓周運動的力(受力分析)物體做勻速圓周運動所需的力=從從供供需需兩方面研討做圓周運動的物體兩方面研討做圓周運動的物體知識回想：知識回想：汽車過拱橋質(zhì)量為m 的汽

2、車以恒定的速率v經(jīng)過半徑為r的拱橋,如下圖,求汽車在橋頂時遭到的彈力多大?實例研討汽車過橋解:汽車經(jīng)過橋頂時,受力如圖:mgFNOr由牛頓第二定律:當(dāng)汽車經(jīng)過橋頂時的速度逐漸增大時FN 會怎樣變化?FfF2NvmgFmr2NvFmgmr此時人處于什么形狀呢？此時人處于什么形狀呢？地球可以看做一個宏大的拱形地球可以看做一個宏大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時，地面對車的支持力是一定程度時，地面對車的支持力是零？這時駕駛員與座椅之間的壓力零？這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少？是多少？思索與討論思

3、索與討論該“思索與討論中描畫的情景其實曾經(jīng)實現(xiàn)，不過不是在汽車上，而是在航天器中 三航天器中的失重景象三航天器中的失重景象. 分析 假設(shè)宇宙飛船總質(zhì)量為假設(shè)宇宙飛船總質(zhì)量為M，它在地球外表附，它在地球外表附近繞地球做勻速圓周運動近繞地球做勻速圓周運動,速率為速率為V，其軌道半，其軌道半徑近似等于地球半徑徑近似等于地球半徑R，航天員質(zhì)量為，航天員質(zhì)量為m，宇宙，宇宙飛船和航天員遭到的地球引力近似等于他們在飛船和航天員遭到的地球引力近似等于他們在地面上的重力試求座艙對宇航員的支持地面上的重力試求座艙對宇航員的支持力經(jīng)過求解他可以得出什么結(jié)論力經(jīng)過求解他可以得出什么結(jié)論?極限速度分析：極限速度分析：

4、mgFNFN=Rvgm2Rvm2mg - FN=令令FN=0，有：，有：gRv 人處于完全失重形狀人處于完全失重形狀有人把航天器失有人把航天器失重的緣由說成是重的緣由說成是它離地球太遠，它離地球太遠，從而擺脫了地球從而擺脫了地球引力，這種說法引力，這種說法對嗎？對嗎？正是由于地球引力的正是由于地球引力的存在，才使航天器連存在，才使航天器連同其中的人和物體繞同其中的人和物體繞地球做圓周運動。地球做圓周運動。太空中的完全失重展開想象：展開想象： 1. 處在完全失重形狀下的宇航員軀體各分之間的壓力是多少？ 2. 宇航員在完全失重形狀下有什么覺得？ 3.在空間站任務(wù)一段時間的科學(xué)家回到地面上有什么覺得

5、？ 1. 2021年6月11日至26日，“神舟十號飛船圓滿完成了太空之行，期間還勝利進展了人類歷史上第二次太空授課，女航天員王亞平做了大量失重形狀下的精巧物理實驗。關(guān)于失重形狀，以下說法正確的選項是()隨堂檢測：隨堂檢測： A航天員仍受重力的作用 B航天員受力平衡 C航天員所受重力等于所需的向心力 D航天員不受重力的作用 解析：做勻速圓周運動的空間站中的航天員，所受重力全部提供其做圓周運動的向心力，處于完全失重形狀，并非航天員不受重力作用，A、C正確，B、D錯誤。答案：AC2.宇宙飛船繞地球做勻速圓周運動，以下說宇宙飛船繞地球做勻速圓周運動，以下說法正確的有法正確的有 A在飛船內(nèi)可以用天平丈量

6、物體的質(zhì)量在飛船內(nèi)可以用天平丈量物體的質(zhì)量B在飛船內(nèi)可以用水銀氣壓計測艙內(nèi)的氣在飛船內(nèi)可以用水銀氣壓計測艙內(nèi)的氣壓壓C在飛船內(nèi)可以用彈簧測力計測拉力在飛船內(nèi)可以用彈簧測力計測拉力D在飛船內(nèi)將重物掛于彈簧測力計上，彈在飛船內(nèi)將重物掛于彈簧測力計上，彈簧測力計示數(shù)為簧測力計示數(shù)為0，但重物仍受地球的引力，但重物仍受地球的引力 解析飛船內(nèi)的物體處于完全失重形狀，此解析飛船內(nèi)的物體處于完全失重形狀，此時放在天平上的物體對天平的壓力為時放在天平上的物體對天平的壓力為0，因此，因此不能用天平丈量物體的質(zhì)量，不能用天平丈量物體的質(zhì)量，A錯誤；同理，錯誤；同理，水銀也不會產(chǎn)生壓力，故水銀氣壓計也不能水銀也不會

7、產(chǎn)生壓力，故水銀氣壓計也不能運用，運用，B錯誤；彈簧測力計測拉力服從胡克錯誤；彈簧測力計測拉力服從胡克定律，拉力的大小與彈簧伸長量成正比，定律，拉力的大小與彈簧伸長量成正比，C正確；飛船內(nèi)的重物處于完全失重形狀，并正確；飛船內(nèi)的重物處于完全失重形狀，并不是不受重力，而是重力全部用于提供物體不是不受重力，而是重力全部用于提供物體做圓周運動所需的向心力，做圓周運動所需的向心力，D正確正確答案答案CDF=rvm2提供物體做圓周提供物體做圓周運動的向心力運動的向心力物體做圓周運動物體做圓周運動所需求的向心力所需求的向心力當(dāng)當(dāng) “供供“需平衡時，物體做勻圓周運動需平衡時，物體做勻圓周運動想一想：當(dāng) “供

8、“需不平衡時，物體將如何運動呢？課堂討論：課堂討論：察看察看做勻速圓周運動的物體,在一定條件下,做逐漸遠離圓心的運動,這種運動叫離心運動。、察看與思索察看實驗景象回答以下問題(1)木塊為什么會分開轉(zhuǎn)盤?(2)什么叫做離心運動?緣由：物所需的向心力隨著v的增大而增大,rvm2但提供向心力的合力為靜摩擦力 Ff Ffmax當(dāng)Ffmax 時,產(chǎn)生離心景象。rvm2實例研討實例研討離心景象離心景象 做勻速圓周運動的物體，由于慣性總有沿切線方向飛去的傾向,在所受合力忽然消逝，或者缺乏以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動。這種運動叫做離心運動。四、離心運動1、離心運動：、離心運動：2

9、、物體作離心運動的條件：、物體作離心運動的條件：20mrFF合合或圓周運動的供需總結(jié)：圓周運動的供需總結(jié)：聯(lián)絡(luò)實踐：聯(lián)絡(luò)實踐：生活中哪些實例運用到離心運動？生活中哪些實例運用到離心運動？比比誰舉的例子多！比比誰舉的例子多！3、離心運動 運用 離心枯燥器的金屬網(wǎng)籠利用離心運動把附著在物利用離心運動把附著在物體上的水分甩掉的安裝體上的水分甩掉的安裝解釋：oFmr2F 當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時，水當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時，水滴跟物體的附著力滴跟物體的附著力F F 足以提足以提供所需的向心力供所需的向心力F F 使水滴做使水滴做圓周運動。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較圓周運動。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時，附著力快時，附著力 F F 缺乏

10、以提供缺乏以提供所需的向心力所需的向心力 F F，于是水滴，于是水滴做離心運動，穿過網(wǎng)孔，飛做離心運動，穿過網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面。到網(wǎng)籠外面。 O當(dāng)脫水筒轉(zhuǎn)得比較慢時，水滴跟物體的附著力當(dāng)脫水筒轉(zhuǎn)得比較慢時，水滴跟物體的附著力F F足以提供所需的向心力使水滴做圓周運動。當(dāng)脫足以提供所需的向心力使水滴做圓周運動。當(dāng)脫水筒轉(zhuǎn)得比較快時，附著力水筒轉(zhuǎn)得比較快時，附著力F F 缺乏以提供所需的缺乏以提供所需的向心力，于是水滴做離心運動，穿過小孔，飛到向心力，于是水滴做離心運動，穿過小孔，飛到脫水筒外面。脫水筒外面。 F利用離利用離心運動心運動把附著把附著在物體在物體上的水上的水分甩掉分甩掉制造制造“棉花

11、糖的原理：棉花糖的原理： 內(nèi)筒與洗衣機的脫水筒內(nèi)筒與洗衣機的脫水筒類似，往內(nèi)筒參與白砂類似，往內(nèi)筒參與白砂糖，加熱使糖熔化成糖糖，加熱使糖熔化成糖汁，內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏汁，內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運動，稠的糖汁就做離心運動，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀，到達溫去，成為絲狀，到達溫度較低的外筒就會迅速度較低的外筒就會迅速冷卻凝固，變得纖細雪冷卻凝固，變得纖細雪白，像一團團棉花。白，像一團團棉花。用離心機把體溫計的水用離心機把體溫計的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)銀柱甩回玻璃泡內(nèi) 當(dāng)離心機轉(zhuǎn)得比較慢時，當(dāng)離心機轉(zhuǎn)得比較慢時，縮口的阻力縮口的阻力 F F 足以提供所需足以提供所需的

12、向心力，縮口上方的水銀的向心力，縮口上方的水銀柱做圓周運動。當(dāng)離心機轉(zhuǎn)柱做圓周運動。當(dāng)離心機轉(zhuǎn)得相當(dāng)快時，阻力得相當(dāng)快時，阻力 F F 缺乏以缺乏以提供所需的向心力，水銀柱提供所需的向心力，水銀柱做離心運動而進入玻璃泡內(nèi)。做離心運動而進入玻璃泡內(nèi)。離心沉淀器啤酒何以清澈透亮？啤酒何以清澈透亮？ 原來這也與離心分別親密相關(guān)。由于麥汁中含有一原來這也與離心分別親密相關(guān)。由于麥汁中含有一種極不穩(wěn)定的冷凝固物，應(yīng)盡量減少其含量才干保種極不穩(wěn)定的冷凝固物，應(yīng)盡量減少其含量才干保證啤酒不出現(xiàn)冷混濁景象。然而，這種冷凝固物的證啤酒不出現(xiàn)冷混濁景象。然而，這種冷凝固物的粒子極為微小，直徑僅有粒子極為微小，直徑

13、僅有0.10.10.50.5微米，很難除凈。微米，很難除凈。但假設(shè)采用高速離心機進展分別處置，就比較容易但假設(shè)采用高速離心機進展分別處置，就比較容易實現(xiàn)凈化。由于這種粒子雖然微小，但由于存在密實現(xiàn)凈化。由于這種粒子雖然微小，但由于存在密度差，一旦進入強大的離心力場后，二者立刻度差，一旦進入強大的離心力場后，二者立刻“分分道揚鑣，從而可以很容易地把冷凝固粒子剔除。道揚鑣，從而可以很容易地把冷凝固粒子剔除。從蔗糖水溶液中分別蔗糖，也需依托離心沉降方法從蔗糖水溶液中分別蔗糖，也需依托離心沉降方法 。 “離心澆鑄技術(shù)離心澆鑄技術(shù) 模具繞一固定軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)竭_模具繞一固定軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)?shù)竭_500轉(zhuǎn)每分時，轉(zhuǎn)每

14、分時，將融化了的液態(tài)金屬倒入其中，它將以宏大將融化了的液態(tài)金屬倒入其中，它將以宏大的慣性離心力向模具壁緊壓，同時夾雜在液的慣性離心力向模具壁緊壓，同時夾雜在液態(tài)金屬里的氣體和熔渣，由于其密度遠小于態(tài)金屬里的氣體和熔渣，由于其密度遠小于液態(tài)的金屬，因此它們將從金屬里被分別出液態(tài)的金屬，因此它們將從金屬里被分別出來。按此法澆鑄出的金屬零件密實、均勻、來。按此法澆鑄出的金屬零件密實、均勻、不含氣泡和裂痕，大大提高了運用壽命。不含氣泡和裂痕，大大提高了運用壽命。離心運動的運用小結(jié)：離心運動的運用小結(jié)：要使原來作勻速圓周運動的物體作離心運動，要使原來作勻速圓周運動的物體作離心運動，該怎樣辦？該怎樣辦？1

15、、提高轉(zhuǎn)速，使所需向心力增大到大于物體、提高轉(zhuǎn)速，使所需向心力增大到大于物體所受合外力。所受合外力。2、減小合外力或使其消逝。、減小合外力或使其消逝。轉(zhuǎn)換思想：轉(zhuǎn)換思想：離心運動在生活中有沒有危害呢？離心運動在生活中有沒有危害呢？看看誰能舉出實例！看看誰能舉出實例！列車速度過快,呵斥翻車事故OF靜靜v在程度公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎時所需的在程度公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎時所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。假設(shè)轉(zhuǎn)彎時速度過大，所需向心力假設(shè)轉(zhuǎn)彎時速度過大，所需向心力FnFn大于大于最大靜摩擦力最大靜摩擦力Fmax Fmax FmaxFmax缺乏以提供向缺

16、乏以提供向心力，汽車將做離心運動而呵斥交通事心力，汽車將做離心運動而呵斥交通事故。因此，在公路彎道處，車輛行駛不允故。因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超越規(guī)定的速度。許超越規(guī)定的速度。當(dāng)當(dāng) 時，汽車做離心運動時，汽車做離心運動 Fmaxm v2r高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等，都不得超越允許的高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等，都不得超越允許的最大轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速過高時，砂輪、飛輪內(nèi)部分子最大轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速過高時，砂輪、飛輪內(nèi)部分子間的相互作用力缺乏以提供所需向心力，離心間的相互作用力缺乏以提供所需向心力，離心運動會使它們破裂，釀成事故。運動會使它們破裂，釀成事故。OFv有一種叫做有一種叫做“魔盤的文娛設(shè)備，如下魔盤的文

17、娛設(shè)備，如下圖當(dāng)魔盤快速旋轉(zhuǎn)時，進入魔盤上的人前圖當(dāng)魔盤快速旋轉(zhuǎn)時，進入魔盤上的人前仰后翻、甚是有趣假設(shè)他進入魔盤隨盤轉(zhuǎn)仰后翻、甚是有趣假設(shè)他進入魔盤隨盤轉(zhuǎn)動而不至于摔倒，他將如何去做？他的受力動而不至于摔倒，他將如何去做？他的受力情況如何？情況如何？要防止離心景象發(fā)生，該怎樣辦？要防止離心景象發(fā)生，該怎樣辦？1 1、減小物體運動的速度，使物體作圓周運動、減小物體運動的速度，使物體作圓周運動時所需的向心力減小。時所需的向心力減小。2 2、增大合外力，使其到達物體作圓周運動時、增大合外力，使其到達物體作圓周運動時所需的向心力。所需的向心力?！居|類旁通】【觸類旁通】以下屬于離心景象的是以下屬于離心

18、景象的是()A投籃球投籃球CDB投擲標(biāo)槍投擲標(biāo)槍C用洗衣機脫去濕衣服中的水用洗衣機脫去濕衣服中的水D旋轉(zhuǎn)雨傘甩掉雨傘上的水滴旋轉(zhuǎn)雨傘甩掉雨傘上的水滴C、作勻速圓周運動的物體，它本人會產(chǎn)生一個、作勻速圓周運動的物體，它本人會產(chǎn)生一個向心力，維持其作圓周運動向心力，維持其作圓周運動A、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力忽然消、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力忽然消逝時，將沿圓周半徑方向分開圓心逝時，將沿圓周半徑方向分開圓心B、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力忽然、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力忽然消逝時，將沿圓周切線方向分開圓心消逝時，將沿圓周切線方向分開圓心D、作離心運動的物體，是由于遭

19、到離心力作用、作離心運動的物體，是由于遭到離心力作用的緣故的緣故1、以下說法正確的選項是、以下說法正確的選項是 ( )穩(wěn)定練習(xí)：穩(wěn)定練習(xí)：B 、為了防止汽車在程度路面上轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)、為了防止汽車在程度路面上轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)“打滑的景象，打滑的景象，可以：可以：( ) a、增大汽車轉(zhuǎn)彎時的速度、增大汽車轉(zhuǎn)彎時的速度 b、減小汽車轉(zhuǎn)彎時的速度、減小汽車轉(zhuǎn)彎時的速度 c、增大汽車與路面間的摩擦、增大汽車與路面間的摩擦 d、減小汽車與路面間的摩擦、減小汽車與路面間的摩擦 A、a、b B、a、c C、b、d D、b、cD 中央電視臺欄目報道了一同發(fā)生在湖南長沙某區(qū)湘府路上的離奇交通事故家住公路拐彎處的張先生和李

20、先生家在三個月內(nèi)延續(xù)遭遇了七次大卡車側(cè)翻在自家門口的局面，第八次有輛卡車沖撞進李先生家，呵斥三死一傷和房屋嚴(yán)重損毀的血腥慘案經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場表示圖如下圖交警根據(jù)圖示作出以下判別，他以為正確的選項是()生活點擊：生活點擊：A由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是由于車由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是由于車做離心運動做離心運動B由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是由于車由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側(cè)翻是由于車做向心運動做向心運動C公路在設(shè)計上能夠內(nèi)公路在設(shè)計上能夠內(nèi)(東東)高外高外(西西)低低D公路在設(shè)計上能夠外公路在設(shè)計上能夠外(西西)高內(nèi)高內(nèi)(東東)低低答案：答案：AC思想拓展：思想拓展：生活中什么樣的情況下會出現(xiàn)近心運動呢？生活中什么樣的情況下會出現(xiàn)近心運動呢？比比誰想得快！比比誰想得快！思索:過山車為什么在最高點也不會掉下來?過山車 如以下圖所示的“水流星是