高中物理必修2圓周運動實例

1、2022-3-21 圓周運動實例分析水平面圓周運動學(xué)生：鞠方辰學(xué)生：鞠方辰講師：小歐講師：小歐2017.2.2一、水平面內(nèi)勻速圓周運動一、水平面內(nèi)勻速圓周運動2 2、火車轉(zhuǎn)彎：、火車轉(zhuǎn)彎：3 3、汽車轉(zhuǎn)彎：、汽車轉(zhuǎn)彎： 1 1、圓錐擺：圓錐擺：2022-3-21問題：問題：“旋轉(zhuǎn)秋千旋轉(zhuǎn)秋千”中的纜繩跟中心軸的夾角與哪些中的纜繩跟中心軸的夾角與哪些因素有關(guān)？體重不同的人坐在秋千上旋轉(zhuǎn)時，纜繩與因素有關(guān)？體重不同的人坐在秋千上旋轉(zhuǎn)時，纜繩與中心軸的夾角相同嗎？中心軸的夾角相同嗎？類型一類型一園錐擺園錐擺2022-3-21 “旋轉(zhuǎn)秋千旋轉(zhuǎn)秋千”的運動經(jīng)過簡化，可以看做如下的的運動經(jīng)過簡化，可以看做

2、如下的物理模型：在一根長為物理模型：在一根長為l的細(xì)線下面系一根質(zhì)量為的細(xì)線下面系一根質(zhì)量為m的小球，將小球拉離豎直位置，使懸線與豎直方向的小球，將小球拉離豎直位置，使懸線與豎直方向成成角，給小球一根初速度，使小球在水平面內(nèi)做圓角，給小球一根初速度，使小球在水平面內(nèi)做圓周運動，懸線旋轉(zhuǎn)形成一個圓錐面，這種裝置叫做周運動，懸線旋轉(zhuǎn)形成一個圓錐面，這種裝置叫做圓錐擺。圓錐擺。 2022-3-21例、例、小球做小球做圓錐擺圓錐擺時細(xì)繩長時細(xì)繩長l，與豎直方向成，與豎直方向成角，求小球角，求小球做勻速圓周運動的角速度做勻速圓周運動的角速度。OmgTF小球受力：小球受力：豎直向下的重力豎直向下的重力G沿

3、繩方向的拉力沿繩方向的拉力T小球的向心力：小球的向心力：由由T和和G的合力提供的合力提供解：解：ltanmgF合小球做圓周運動的半徑小球做圓周運動的半徑sinlr 由牛頓第二定律：由牛頓第二定律：rmmaF2合sintan2lmmg即：即：coslgr2coslg2022-3-21 由此可見，纜繩與中心軸的夾角跟由此可見，纜繩與中心軸的夾角跟“旋轉(zhuǎn)秋千旋轉(zhuǎn)秋千”的角的角速度和繩長有關(guān)，而與所乘坐人的體重?zé)o關(guān)，在繩長一定速度和繩長有關(guān)，而與所乘坐人的體重?zé)o關(guān)，在繩長一定的情況下，角速度越大則纜繩與中心軸的夾角也越大。想的情況下，角速度越大則纜繩與中心軸的夾角也越大。想一想，怎么樣求出它的運動周期

4、？一想，怎么樣求出它的運動周期？輪對結(jié)構(gòu)輪對結(jié)構(gòu) 2022-3-21類型二、火車轉(zhuǎn)彎類型二、火車轉(zhuǎn)彎NG向右轉(zhuǎn)向右轉(zhuǎn)（1）火車轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌無高度差）火車轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌無高度差2022-3-21NGF1火車轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌無高度差火車轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌無高度差外軌對輪緣的彈力外軌對輪緣的彈力F就是使就是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力火車轉(zhuǎn)彎的向心力根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律F=m 可知可知RV2火車質(zhì)量很大火車質(zhì)量很大外軌對輪緣的彈力很大外軌對輪緣的彈力很大外軌和外輪之間的磨損大，外軌和外輪之間的磨損大， 鐵軌容鐵軌容易受到損壞易受到損壞向右轉(zhuǎn)向右轉(zhuǎn)F【例題例題1 1】火車在水平軌道上轉(zhuǎn)彎時，若轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌道一火

5、車在水平軌道上轉(zhuǎn)彎時，若轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌道一樣高，則火車轉(zhuǎn)彎（樣高，則火車轉(zhuǎn)彎（ ） A A對外軌產(chǎn)生向外的擠壓作用對外軌產(chǎn)生向外的擠壓作用 B B對內(nèi)軌產(chǎn)生向外的擠壓作用對內(nèi)軌產(chǎn)生向外的擠壓作用 C C對外軌產(chǎn)生向內(nèi)的擠壓作用對外軌產(chǎn)生向內(nèi)的擠壓作用 D D對內(nèi)軌產(chǎn)生向內(nèi)的擠壓作用對內(nèi)軌產(chǎn)生向內(nèi)的擠壓作用 A ANGF（2 2）火車的向心力：）火車的向心力：由由G和和N的合力提供的合力提供2 2、當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時：、當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時：（1 1）火車受力：）火車受力：豎直向下的重力豎直向下的重力 G垂直軌道面的支持力垂直軌道面的支持力 N【例題例題1 1】火車鐵軌轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌的原因是（

6、火車鐵軌轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌的原因是（ ） A A為了使火車轉(zhuǎn)彎時外軌對于輪緣的壓力提供圓周運動為了使火車轉(zhuǎn)彎時外軌對于輪緣的壓力提供圓周運動的向心力的向心力 B B為了使火車轉(zhuǎn)彎時的向心力由重力和鐵軌對車的彈力為了使火車轉(zhuǎn)彎時的向心力由重力和鐵軌對車的彈力的合力提供的合力提供 C C以防列車傾倒造成翻車事故以防列車傾倒造成翻車事故 D D為了減小火車輪緣與外軌的壓力為了減小火車輪緣與外軌的壓力 BDBDh是內(nèi)外軌高度差是內(nèi)外軌高度差，L是軌距是軌距GNhL F注意這時的向心注意這時的向心力是水平的力是水平的 F=mgtanmgsin=mgh/L 20vmR=20vhmgmLR=0RghvL=

7、33什么情況下可以使鐵軌和軌緣之間的擠壓消失什么情況下可以使鐵軌和軌緣之間的擠壓消失呢？呢？0RghvL= 在實際中，鐵軌修好之后在實際中，鐵軌修好之后h h、R R、L L一定，又一定，又g g是定值，所以火車拐彎時是定值，所以火車拐彎時的車速是一定值的車速是一定值（4）當(dāng)火車行駛速率）當(dāng)火車行駛速率vv0時，時， 外軌對輪緣有側(cè)壓力；外軌對輪緣有側(cè)壓力；火車行駛速率火車行駛速率vvoGNN 當(dāng)火車行駛速率當(dāng)火車行駛速率vvo時，時，內(nèi)軌對輪緣有側(cè)壓力。內(nèi)軌對輪緣有側(cè)壓力?；疖囆旭偹俾驶疖囆旭偹俾蕍h) )，求：，求：(1)(1)火車以多大的速率火車以多大的速率轉(zhuǎn)彎時，兩鐵軌不會給車輪沿轉(zhuǎn)彎

8、轉(zhuǎn)彎時，兩鐵軌不會給車輪沿轉(zhuǎn)彎半徑方向的側(cè)壓力？半徑方向的側(cè)壓力？(2)(2)是多大時外軌對車輪有沿轉(zhuǎn)彎半徑方向的側(cè)壓力？是多大時外軌對車輪有沿轉(zhuǎn)彎半徑方向的側(cè)壓力？(3)(3)是多大時內(nèi)軌對車輪有沿轉(zhuǎn)彎半徑方向的側(cè)壓力？是多大時內(nèi)軌對車輪有沿轉(zhuǎn)彎半徑方向的側(cè)壓力？2022-3-21問題：問題：設(shè)內(nèi)外軌間的距離為設(shè)內(nèi)外軌間的距離為L，內(nèi)外軌的高度差，內(nèi)外軌的高度差為為h，火車轉(zhuǎn)彎的半徑為，火車轉(zhuǎn)彎的半徑為R，則火車轉(zhuǎn)彎的規(guī)定速，則火車轉(zhuǎn)彎的規(guī)定速度為度為v0 ？F合合=mgtanmgsin=mgh/L由牛頓第二定律得：由牛頓第二定律得：F合合=ma 所以所以mgh/L=即火車轉(zhuǎn)彎的規(guī)定速度即火

9、車轉(zhuǎn)彎的規(guī)定速度Rvm20LRghv 02022-3-21根據(jù)牛頓第二定律根據(jù)牛頓第二定律NGFRvmmgF2tantanRgv 外軌對外輪緣有彈力tanRgv 內(nèi)軌對內(nèi)輪緣有彈力tanRgv 1 1、水平路面上：、水平路面上： 【例題例題2 2】汽車在半徑為汽車在半徑為r的水平彎道上轉(zhuǎn)彎的水平彎道上轉(zhuǎn)彎, ,如果汽車與如果汽車與地面的動摩擦因數(shù)為地面的動摩擦因數(shù)為, ,那么汽車不發(fā)生側(cè)滑的最大速率那么汽車不發(fā)生側(cè)滑的最大速率是多大是多大? ?2vumgmrvugr= 【例題例題1 1】在水平面上轉(zhuǎn)彎的汽車，向心力是（在水平面上轉(zhuǎn)彎的汽車，向心力是（ ） A A、重力和支持力的合力、重力和支持

10、力的合力 B B、靜摩檫力、靜摩檫力 C C、滑動摩檫力、滑動摩檫力 D D、重力、支持力和牽引力的合力、重力、支持力和牽引力的合力B B【例題例題3 3】汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等，以相等的速率沿同一汽車甲和汽車乙質(zhì)量相等，以相等的速率沿同一水平彎道做勻速圓周運動，甲車在乙車的外側(cè)。兩車沿半水平彎道做勻速圓周運動，甲車在乙車的外側(cè)。兩車沿半徑方向受到的摩擦力分別為徑方向受到的摩擦力分別為f甲甲和和f乙乙。以下說法正確的是（。以下說法正確的是（ ） A Af甲甲小于小于f乙乙 B Bf甲甲等于等于f乙乙 C Cf甲甲大于大于f乙乙 D Df甲甲和和f乙乙大小均與汽車速率無關(guān)大小均與汽車速率無關(guān)A

11、A摩托車過彎道摩托車過彎道2 2、傾斜路面上：、傾斜路面上：【例題例題1 1】如圖所示，公路轉(zhuǎn)彎處路面跟水平面之間的傾角如圖所示，公路轉(zhuǎn)彎處路面跟水平面之間的傾角=15=150 0，彎道半徑，彎道半徑R=40mR=40m，求：，求：汽車轉(zhuǎn)彎時規(guī)定速度應(yīng)是多大？汽車轉(zhuǎn)彎時規(guī)定速度應(yīng)是多大？mgmgN NF Fn n汽車平穩(wěn)轉(zhuǎn)彎時受到三個力作用，重力 ，內(nèi)外兩輪受到地面的支持力 、 （1）在豎直方向上由力的平衡條件得： 設(shè)汽車轉(zhuǎn)彎時的規(guī)定速度為 ，在水平方向上由牛頓第二定律得： 所以 2022-3-21汽車平穩(wěn)轉(zhuǎn)彎時受到3個力作用，重力 G ，內(nèi)外兩輪受到地面的支持力 F1F2（1）在豎直方向上由

12、力的平衡條件得: 設(shè)汽車轉(zhuǎn)彎時的規(guī)定速度為 ，在水平方向上由牛頓第二定律得： 所以 2022-3-212022-3-211. 繩繩在光滑水平面內(nèi)在光滑水平面內(nèi),依靠繩的拉力依靠繩的拉力T提供提供向心力向心力.T = MV2/ R在不光滑水平面內(nèi)在不光滑水平面內(nèi),除繩的拉力除繩的拉力T外，外，還要考慮摩擦力。還要考慮摩擦力。v細(xì)繩一端系著質(zhì)量M=0.6kg的物體，靜止在水平面，另一端通過光滑小孔吊著質(zhì)量m=0.3kg的物體，M的中點與圓孔距離為0.2m，并知M和水平面的最大靜摩擦力為2N，現(xiàn)使此平面繞中心軸線轉(zhuǎn)動，問角速度在什么范圍m會處于靜止?fàn)顟B(tài)？(g取10m/s2)2022-3-212. 桿

13、桿 例例: 如圖所示的兩段輕桿如圖所示的兩段輕桿OA和和AB長分別為長分別為2L和和L,在在A和和B兩點分別固定有質(zhì)量均為兩點分別固定有質(zhì)量均為M的的光滑小球光滑小球, 當(dāng)整個裝置繞當(dāng)整個裝置繞O點以點以做圓周運動時做圓周運動時, 求求OA和和AB桿的張力各為多大桿的張力各為多大?OABABTABTOATAB 解解: 據(jù)題意據(jù)題意, B球的向心力來源于球的向心力來源于AB桿桿對它的拉力對它的拉力TAB , 據(jù)牛頓第二定律據(jù)牛頓第二定律:TAB = M 23L (1 )A球的向心力來源于球的向心力來源于OA桿與桿與AB對它的作對它的作用力的合力用力的合力 , 據(jù)牛頓第三定律據(jù)牛頓第三定律:TAB

14、 = TAB . .(2)據(jù)牛頓第二定律據(jù)牛頓第二定律:對對A球有球有TOA - TAB = M 22L . (3) 解得解得: TOA = 5M 2L 即即:OA桿的張力為桿的張力為5M 2L, AB桿的張力為桿的張力為3M 2L .2022-3-213.彈簧彈簧在在光滑光滑水平面內(nèi)水平面內(nèi), 由彈簧的彈力由彈簧的彈力F來來提供向心力提供向心力.F = MV2/ RO例例:勁度系數(shù)為勁度系數(shù)為K的彈簧的彈簧,一端栓著質(zhì)量為一端栓著質(zhì)量為M的的光滑小球光滑小球,一端固定在水平面內(nèi)一端固定在水平面內(nèi),以角速度以角速度, 半半徑徑L做勻速圓周運動做勻速圓周運動,求彈簧的原長求彈簧的原長.據(jù)胡克定律

15、據(jù)胡克定律: 有有 F=K(L-L0 )據(jù)牛頓第二定律據(jù)牛頓第二定律: K(L-L0 ) = M 2L解得解得: L0 = L - M 2 L/ K .注意注意: 對于彈簧約束情況下的圓周運動對于彈簧約束情況下的圓周運動, 一定一定要找準(zhǔn)真實的圓周運動的半徑與向心力要找準(zhǔn)真實的圓周運動的半徑與向心力.LL0F解解:設(shè)彈簧的原長為設(shè)彈簧的原長為L0 , 則彈簧的形變量為則彈簧的形變量為L-L0 .2022-3-21例例: A、B、C三物體放在水平圓臺上三物體放在水平圓臺上, ,它它們與平臺的動摩擦因數(shù)相同們與平臺的動摩擦因數(shù)相同, ,其質(zhì)量之比其質(zhì)量之比為為3:2:1,3:2:1,它們與轉(zhuǎn)軸之間

16、的距離之比為它們與轉(zhuǎn)軸之間的距離之比為1:2:3,1:2:3,當(dāng)平臺以一定的角速度旋轉(zhuǎn)時當(dāng)平臺以一定的角速度旋轉(zhuǎn)時, ,它它們均無相對滑動們均無相對滑動, ,它們受到靜摩擦力分別它們受到靜摩擦力分別為為fA A、fB B、fC C, ,則則 ( )( ) A. A. fA A fB B fB B fC C C. C. fA A= =fB B fC C D. D. fA A= =fC C fB B解析解析: :A、B、C三物體在轉(zhuǎn)動過程中未發(fā)三物體在轉(zhuǎn)動過程中未發(fā)生滑動，故轉(zhuǎn)臺對物體提供的靜摩擦力生滑動，故轉(zhuǎn)臺對物體提供的靜摩擦力應(yīng)等于它們作圓周運動需要的向心力，應(yīng)等于它們作圓周運動需要的向心力

17、，即即f提供提供= =f需要需要= =fn n= =M2R. .三物體繞同一軸轉(zhuǎn)三物體繞同一軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，把質(zhì)量和圓周運動的動，角速度相等，把質(zhì)量和圓周運動的半徑關(guān)系代入上式，比較可知半徑關(guān)系代入上式，比較可知fA A= =fC C 當(dāng)時桿對物有向下的拉力0.vv當(dāng)時,F0,桿對物有向上的支持力過最高點的速度過最高點的速度V VO O為多大時為多大時? ?桿對球的作用力消失桿對球的作用力消失 小球以速度小球以速度V V經(jīng)過最高點的時候桿經(jīng)過最高點的時候桿對小球的拉力為多少對小球的拉力為多少? ?Fmg22vFmgmRvFmmgR+=-質(zhì)點在豎直放置的光質(zhì)點在豎直放置的光滑細(xì)管內(nèi)做圓周運動

18、滑細(xì)管內(nèi)做圓周運動 （1 1）V=0V=0是小球是否過最高點的臨界條件。是小球是否過最高點的臨界條件。(2)vgRgRVgR=是拉力是推力總結(jié)：總結(jié)：【例題例題1 1】用一輕桿栓著質(zhì)量為用一輕桿栓著質(zhì)量為m m的物體的物體, ,在豎直平面內(nèi)做圓在豎直平面內(nèi)做圓周運動周運動, ,則下列說法正確的是（則下列說法正確的是（ ） A.A.小球過最高點時小球過最高點時, ,桿子的張力可以為零桿子的張力可以為零 B. B.小球過最高點時的最小速度為零小球過最高點時的最小速度為零 C.C.小球剛好過最高點是的速度是小球剛好過最高點是的速度是 D.D.小球過最高點時小球過最高點時, ,桿子對小球的作用力可以與

19、球所受的桿子對小球的作用力可以與球所受的重力方向相反重力方向相反gRRABD 【例題例題1 1】長度為長度為0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿，的輕質(zhì)細(xì)桿，A端有一質(zhì)量為端有一質(zhì)量為3kg的小的小球，以球，以O(shè)點為圓心，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖所示，點為圓心，在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖所示，小球通過最高點時的速度為小球通過最高點時的速度為2m/s，取，取g=10m/s2，則此時輕桿，則此時輕桿OA將（將（ ） A受到受到6.0N的拉力的拉力 B受到受到6.0N的壓力的壓力 C受到受到24N的拉力的拉力 D受到受到54N的拉力的拉力B小結(jié)：小結(jié)：v解決圓周運動問題關(guān)鍵在于找出向心力的來源v向心力公式、向心

20、加速度公式雖然是從勻速圓周運動這一特例得出，但它同樣適用于變速圓周運動 2022-3-21練習(xí)：練習(xí)：一一輛汽車勻速率通過半徑為輛汽車勻速率通過半徑為R的圓弧拱形路面，關(guān)的圓弧拱形路面，關(guān)于汽車的受力情況，下列說法正確的是（于汽車的受力情況，下列說法正確的是（ ）A汽車對路面的壓力大小不變，總是等于汽車的重力汽車對路面的壓力大小不變，總是等于汽車的重力B汽車對路面的壓力大小不斷發(fā)生變化，總是小于汽車汽車對路面的壓力大小不斷發(fā)生變化，總是小于汽車所受重力所受重力C汽車的牽引力大小不發(fā)生變化汽車的牽引力大小不發(fā)生變化D汽車的牽引力大小逐漸變小汽車的牽引力大小逐漸變小BDG 一根繩子系者一個盛水的杯

21、子，演員掄起一根繩子系者一個盛水的杯子，演員掄起繩子，杯子就在豎直面內(nèi)做圓周運動，到最高繩子，杯子就在豎直面內(nèi)做圓周運動，到最高點時，杯口朝下，但杯中的水不會流下來，為點時，杯口朝下，但杯中的水不會流下來，為什么呢？什么呢？ 作圓周運動的物體總需要作圓周運動的物體總需要由向心力。如圖所示，當(dāng)杯子由向心力。如圖所示，當(dāng)杯子以速度以速度v轉(zhuǎn)過最高點時，杯中轉(zhuǎn)過最高點時，杯中的向心力的方向向下；的向心力的方向向下；對杯中的水，對杯中的水，2vmg mrF 向即：即：vgr杯中的水恰不流出杯中的水恰不流出GFN若轉(zhuǎn)速增大，若轉(zhuǎn)速增大， 時，即時，即 時，杯中水時，杯中水還有遠(yuǎn)離圓心的趨勢，水當(dāng)然不會流

22、出，此時杯還有遠(yuǎn)離圓心的趨勢，水當(dāng)然不會流出，此時杯底是有壓力，即底是有壓力，即2vmmgrvgr2NvFmgmr 由此可知，由此可知，v越大，水對越大，水對杯子的壓力越大。杯子的壓力越大。 表演表演“水流星水流星”節(jié)目的演員，只要保持杯子在節(jié)目的演員，只要保持杯子在圓周運動最高點的線速度不得小于圓周運動最高點的線速度不得小于即即 vgrglv 2022-3-21凸橋凸橋(外軌外軌)輕繩輕繩(內(nèi)軌內(nèi)軌)輕桿輕桿(圓管圓管)最高點受力特點最高點受力特點產(chǎn)生背離圓心的產(chǎn)生背離圓心的力力(支持力支持力)產(chǎn)生指向圓心的產(chǎn)生指向圓心的力力(拉力或壓力拉力或壓力)既可產(chǎn)生背離指既可產(chǎn)生背離指向圓心的力也可

23、向圓心的力也可產(chǎn)生指向圓心的產(chǎn)生指向圓心的力力(支持力或拉力支持力或拉力)最高點特征方程最高點特征方程mg- N = mV2/RMg+T = mV2/RMg+T = mV2/R產(chǎn)生支持力產(chǎn)生支持力:mg- N = mV2/R產(chǎn)生拉力產(chǎn)生拉力:做完整圓運動的做完整圓運動的條件條件0vgRv 0v豎直平面內(nèi)圓周運動幾種模型比較豎直平面內(nèi)圓周運動幾種模型比較過山車、飛機在豎直平面翻筋斗、水流星與繩模型類似過山車、飛機在豎直平面翻筋斗、水流星與繩模型類似2022-3-21第3節(jié) 圓周運動實例分析-離心運動F=rvm2提提供供物體做圓周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所需

24、需要要的向心力的向心力當(dāng)當(dāng) “供供”“”“需需”平衡平衡時，物體做圓周時，物體做圓周運動運動想一想：想一想：當(dāng)當(dāng) “供供”“”“需需”不平衡不平衡時，物體將如何時，物體將如何運動呢？運動呢？2022-3-21離心運動離心運動1鏈球開始做什么運動？鏈球開始做什么運動？2鏈球離開運動員手以后鏈球離開運動員手以后做什么運動？做什么運動？2008年北京奧運會期望我年北京奧運會期望我國的著名女鏈球運動員顧國的著名女鏈球運動員顧原在奧運動爭取佳績。鏈原在奧運動爭取佳績。鏈球的運動情況。球的運動情況。2022-3-21 1、離心運動定義：做勻速圓周運動的物體，在所受合力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的

25、向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動。這種運動叫做離心運動。一、離心運動2022-3-212、離心運動的條件：做勻速圓周運動的物體合外力消失或不足以提供所需的向心力 3、對離心運動的分析： 當(dāng)當(dāng)F=m2r時，物體做勻速圓周運動；時，物體做勻速圓周運動； 當(dāng)當(dāng)F= 0時，物體沿切線方向飛出；時，物體沿切線方向飛出； 當(dāng)當(dāng)Fm2r時，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心；時，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心；當(dāng)當(dāng)Fm2r時，物體逐漸靠近圓心時，物體逐漸靠近圓心.2022-3-214、離心運動本質(zhì)：離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)；離心運動是物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的一種物理現(xiàn)象。5、離心運動的特點 ：做圓周運動的質(zhì)點，當(dāng)合外力消失時，它就以

26、這一時刻的線速度沿切線方向飛去做離心運動的質(zhì)點是做半徑越來越大的運動或沿切線方向飛出的運動，它不是沿半徑方向飛出做離心運動的質(zhì)點不存在所謂的“離心力”作用，因為沒有任何物體提供這種力 2022-3-21離心運動的應(yīng)用1、離心干燥器的金屬網(wǎng)籠利用離心運動把附著在物體上的水分甩掉的裝置解釋：oFmr2F 當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時，當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時，水滴跟物體的附著力水滴跟物體的附著力F F 足以足以提供所需的向心力提供所需的向心力F F 使水滴使水滴做圓周運動。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比做圓周運動。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時，附著力較快時，附著力 F F 不足以提不足以提供所需的向心力供所需的向心力 F F，于是水滴，于是

27、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。 2022-3-212、洗衣機的脫水筒、洗衣機的脫水筒3、用離心機把體溫計的、用離心機把體溫計的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)水銀柱甩回玻璃泡內(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 不足以不足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(jìn)入玻璃泡內(nèi)。做離心運動而進(jìn)入玻璃泡內(nèi)。2022-3-214、制作、制作“棉花棉花

28、”糖的原理：糖的原理： 內(nèi)筒與洗衣機的脫水筒相內(nèi)筒與洗衣機的脫水筒相似，里面加入白砂糖，加熱使似，里面加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運動，從黏稠的糖汁就做離心運動，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為內(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，迅速冷卻凝固，變得纖細(xì)雪白，像一團(tuán)團(tuán)棉花。像一團(tuán)團(tuán)棉花。要使原來作圓周運動的物體作離心運動，該怎么辦？要使原來作圓周運動的物體作離心運動，該怎么辦？問題1：A、提高轉(zhuǎn)速，使所需向心力增大到大于物體所受合外力。、提高轉(zhuǎn)速，使所需向心力增大到大

29、于物體所受合外力。B、減小合外力或使其消失、減小合外力或使其消失2022-3-21三、離心運動的防止：1、在水平公路上行駛的汽車轉(zhuǎn)彎時F mr2F汽車 在水平公路上行駛的汽車，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。如果轉(zhuǎn)彎時速度過大，所需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax，汽車將做離心運動而造成交通事故。因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過規(guī)定的速度。2、高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等2022-3-21問題2：要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？A、減小物體運動的速度，使物體作圓周運動時、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所需的向心力減小B、增大

30、合外力，使其達(dá)到物體作圓周運動時、增大合外力，使其達(dá)到物體作圓周運動時所需的向心力所需的向心力2022-3-211、下列說法正確的是、下列說法正確的是 ( )A、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消失、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消失時，將沿圓周半徑方向離開圓心；時，將沿圓周半徑方向離開圓心；B、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消失、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消失時，將沿圓周切線方向離開圓心；時，將沿圓周切線方向離開圓心；C、作勻速圓周運動的物體，它自己會產(chǎn)生一個向心、作勻速圓周運動的物體，它自己會產(chǎn)生一個向心力，維持其作圓周運動；力，維持其作圓周運動；D、作離

31、心運動的物體，是因為受到離心力作用的緣、作離心運動的物體，是因為受到離心力作用的緣故。故。鞏固練習(xí)：B2022-3-21 、為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)、為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)“打滑打滑”的的現(xiàn)象，可以：現(xiàn)象，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 BC3、物體做離心運動時，運動軌跡是、物體做離心運動時，運動軌跡是（ ）A一定是直線。一定是直線。B一定是曲線。一定是曲線。C可能是直線，也可能是曲線?？赡苁侵?/p>

32、線，也可能是曲線。D可能是圓?？赡苁菆A。 2022-3-214、下列說法中錯誤的有：（、下列說法中錯誤的有：（ ）A、提高洗衣機脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干、提高洗衣機脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干B、轉(zhuǎn)動帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開圓、轉(zhuǎn)動帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開圓心心C、為了防止發(fā)生事故，高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等不能超、為了防止發(fā)生事故，高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等不能超過允許的最大轉(zhuǎn)速過允許的最大轉(zhuǎn)速D、離心水泵利用了離心運動的原理、離心水泵利用了離心運動的原理B2022-3-215 5、雨傘半徑為雨傘半徑為R，高出地面，高出地面h，雨傘以角速度，雨傘以角速度旋

33、轉(zhuǎn)時，雨旋轉(zhuǎn)時，雨滴從傘邊緣飛出（滴從傘邊緣飛出（ ）A沿飛出點半徑方向飛出，做平拋運動。沿飛出點半徑方向飛出，做平拋運動。B沿飛出點切線方向飛出，做平拋運動。沿飛出點切線方向飛出，做平拋運動。C雨滴落在地面上后形成一個和傘半徑相同的圓圈。雨滴落在地面上后形成一個和傘半徑相同的圓圈。D雨滴落在地面上后形成一個半徑雨滴落在地面上后形成一個半徑的圓圈的圓圈 ghRr/2122022-3-216、質(zhì)量為質(zhì)量為m物體物體A用線通過光滑的水平板上的小孔與質(zhì)用線通過光滑的水平板上的小孔與質(zhì)量為量為M砝碼砝碼B相連，并且正在做勻速圓周運動，如圖所相連，并且正在做勻速圓周運動，如圖所示如果減小示如果減小M的質(zhì)

34、量，則物體的軌道半徑的質(zhì)量，則物體的軌道半徑r，角速度，角速度線速度線速度v的大小變化情況是的大小變化情況是( ) Ar不變，不變，v變小，變小，變小變小 Br增大，增大，減小，減小，v不變不變 Cr減小，減小，v不變，不變，增大增大 Dr減小，減小，不變，不變，v變小變小 2022-3-21小結(jié)小結(jié)離心運動離心運動1定義：做勻速圓周運動的物體，在所受合力突然消定義：做勻速圓周運動的物體，在所受合力突然消失或者不足于提供圓周運動的所需的向心力的情況下，失或者不足于提供圓周運動的所需的向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動，這種運動稱作為離心運動。就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運動，這種運動稱作為離心運動。

35、2 條件：當(dāng)條件：當(dāng)F= 0時，物體沿切線方向飛出。時，物體沿切線方向飛出。Fm2r時，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心。時，物體逐漸遠(yuǎn)離圓心。3 本質(zhì)：離心現(xiàn)象的本質(zhì)本質(zhì)：離心現(xiàn)象的本質(zhì)物體慣性的表現(xiàn)。物體慣性的表現(xiàn)。二、離心運動的應(yīng)用與防止二、離心運動的應(yīng)用與防止.應(yīng)用實例應(yīng)用實例洗衣機的脫水筒、棉花糖的產(chǎn)生等。洗衣機的脫水筒、棉花糖的產(chǎn)生等。.防止實例防止實例汽車拐彎時的限速、高速旋轉(zhuǎn)的飛輪、汽車拐彎時的限速、高速旋轉(zhuǎn)的飛輪、砂輪的限速等。砂輪的限速等。2022-3-21四、四、向心力和向心加速度向心力和向心加速度rfrTrrvarfmrTmrmrvmmaF2222222222222022-3-21 一

36、輕繩一端固定，另一端系一小球。設(shè)該小球一輕繩一端固定，另一端系一小球。設(shè)該小球在水平面上做勻速圓周運動，且對水平面的壓力恰好在水平面上做勻速圓周運動，且對水平面的壓力恰好為為0，試推出：擺角，試推出：擺角的余弦與擺長的余弦與擺長L和轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)速n的關(guān)系。的關(guān)系。 OL2022-3-21 試分析質(zhì)量為試分析質(zhì)量為m，沿豎直平面做半徑為，沿豎直平面做半徑為R 的圓周運動的小球在下列四種情況中通的圓周運動的小球在下列四種情況中通過圓周最高點的最小速度。過圓周最高點的最小速度。2022-3-21（1 1）用用繩繩拴著的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動拴著的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動（1）2022-3-21（2 2）小球沿豎直光滑軌道內(nèi)壁做圓周運動小球沿豎直光滑軌道內(nèi)壁做圓周運動 （2）2022-3-21（3 3）小球用小球用輕桿輕桿支撐在豎直平面內(nèi)做圓周運動支撐在豎直平面內(nèi)做圓周運動 （3）2022-3-21（4 4）小球在豎直放置的光滑圓管內(nèi)做圓周運動小球在豎直放置的