生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

關(guān)于生活中的圓周運(yùn)動(dòng)第1頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五第八節(jié)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)第2頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五水流星第3頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五是重力和漏斗壁對小球支持力的合力提供的FGFNAA第4頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五第5頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五第6頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五第7頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五學(xué)習(xí)目標(biāo)1、學(xué)生通過閱讀知道向心力是圓周運(yùn)動(dòng)的物體半徑方向的合力，不管是勻速圓周運(yùn)動(dòng)還是變速圓周運(yùn)動(dòng)。2、通過視頻展示常見例子，學(xué)會(huì)分析具體問題中的向心力來源。3、通過練習(xí)運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律分析和處理生活中的具體實(shí)例。第8頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五自學(xué)指導(dǎo)檢查1.火車轉(zhuǎn)彎處，使外軌__________內(nèi)軌，火車經(jīng)過時(shí)支持力方向__________，它與__________力的合力指向__________為火車轉(zhuǎn)彎提供向心力.2.第9頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五火車轉(zhuǎn)彎視頻2問題：火車車輪與鐵軌的構(gòu)造是怎樣的？輪緣第10頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五GFN第11頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五第12頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五輪緣鐵軌

(軌距)一、鐵路的彎道

1、火車做勻速直線運(yùn)動(dòng)和勻速轉(zhuǎn)彎運(yùn)動(dòng)狀態(tài)是否相同？第13頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五GFNF彈

2、火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，若內(nèi)外軌是相平的，鐵軌如何對火車提供水平方向的向心力？a：此時(shí)火車車輪受五個(gè)力：重力、支持力、外軌對輪緣的彈力，牽引力，阻力。b：外軌對輪緣的水平彈力提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力。第14頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五

輪緣與外軌間的相互作用力太大，鐵軌和車輪極易受損！

3、外軌對輪緣的水平彈力提供火車轉(zhuǎn)彎的向心力，這種方法在實(shí)際中可取嗎？為什么？

例1、火車速度為30m/s，彎道的半徑R=900m，火車的質(zhì)量m=8×105kg，轉(zhuǎn)彎時(shí)輪緣對軌道側(cè)向的彈力多大？第15頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五

讓重力和支持力的合力提供向心力，來減少外軌對輪緣的擠壓。FNGoF

4、為了減輕鐵軌的受損程度，你能提出一些可行的方案嗎？第16頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五

例2、若火車質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)彎半徑為r，要求軌道對輪緣無擠壓作用，此時(shí)軌道傾角為θ

，請問火車的速度為多大？αFNGFα第17頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五知:當(dāng)v=v0時(shí)：當(dāng)v>v0時(shí)：當(dāng)v<v0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F彈F彈討論:由第18頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五問題：當(dāng)火車提速后，如何對舊的鐵路彎道進(jìn)行改造？內(nèi)外軌的高度差h如何確定？因?yàn)榻嵌群苄。缘?9頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五汽車在水平面上的轉(zhuǎn)彎:由靜摩擦力提供向心力f靜第20頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的措施？把轉(zhuǎn)彎處的道路修成外高內(nèi)低。第21頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五第22頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五摩托車水平面上轉(zhuǎn)彎:GFNf第23頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五問題：有誰知道飛機(jī)轉(zhuǎn)彎的向心力是由誰提供的嗎？視頻：氣流的升力、重力。與汽車轉(zhuǎn)彎類似的受力分析第24頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五課堂訓(xùn)練1．火車在某個(gè)彎道按規(guī)定運(yùn)行速度40m/s轉(zhuǎn)彎時(shí)，內(nèi)、外軌對車輪皆無側(cè)壓力，若火車在該彎道實(shí)際運(yùn)行速度為30m/s，則下列說法中正確的是(

)A．僅內(nèi)軌對車輪有側(cè)壓力B．僅外軌對車輪有側(cè)壓力C．內(nèi)、外軌對車輪都有側(cè)壓力D．內(nèi)、外軌對車輪均無側(cè)壓力A2．一輛賽車以相當(dāng)高的速度v0進(jìn)入一較寬的水平圓弧形彎道，設(shè)賽車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了保證順利通過彎道，下列措施可行的是(

)A．靠近彎道內(nèi)側(cè)B．靠近彎道外側(cè)C．通過彎道中間 D．通過彎道的什么位置均可B第25頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五3．鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的．彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)，還與火車在彎道上的行駛速率v有關(guān)．下列說法正確的是(

)A．v一定時(shí)，r越小則要求h越大B．v一定時(shí)，r越大則要求h越大C．r一定時(shí)，v越小則要求h越大D．r一定時(shí)，v越大則要求h越大AD第26頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五第27頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五自學(xué)指導(dǎo)與檢查1.航天器在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)因__________恰好提供向心力故航天器內(nèi)的一切物體均處于__________狀態(tài)，任何關(guān)閉了發(fā)動(dòng)機(jī)，又不受阻力的飛行器中都是一個(gè)__________的環(huán)境.2.離心運(yùn)動(dòng)：如果一個(gè)正在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)過程中，由于某種原因所受合力_______或__________物體就會(huì)由于__________遠(yuǎn)離__________，這就是離心現(xiàn)象.第28頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五

FN>G，即汽車對橋的壓力大于其所受重力，處于超重狀態(tài)。

2、汽車過凹橋時(shí)，在最低點(diǎn)時(shí)，車對凹橋的壓力怎樣？視頻3.二、拱形橋

1、汽車靜止在橋上與通過橋時(shí)的狀態(tài)是否相同？v第29頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五汽車過凸橋第30頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五

FN<G即汽車對橋的壓力小于其所受重力，處于失重狀態(tài)。

3、汽車過凸橋時(shí)，在最高點(diǎn)時(shí)，車對凸橋的壓力又怎樣？v第31頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五

當(dāng)汽車行駛速度越大，汽車對橋面的壓力越小。當(dāng)時(shí)，壓力FN為零。處于完全失重狀態(tài)。

4、汽車過凸橋時(shí)，若汽車的運(yùn)動(dòng)速度變大，壓力如何變化？第32頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五

1.如下圖所示，汽車的運(yùn)動(dòng)能用上面的方法求解嗎？拓展：F牽FNG1G2Gf第33頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五2.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)，地面對車的支持力為零？這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少？……第34頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五三.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他的支持力FN由得當(dāng) 時(shí),座艙對他的支持力FN=0,航天員處于完全失重狀態(tài).視頻4第35頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五四、離心運(yùn)動(dòng)：視頻4A

做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合外力突然消失或不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力時(shí)，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)就叫離心運(yùn)動(dòng)。返回當(dāng)F心合=Fn，做圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)F心合=0

或F合<Fn時(shí)，做離心運(yùn)動(dòng)當(dāng)F心合>Fn，做向心(近心)運(yùn)動(dòng)第36頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五第37頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五3、用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，縮口的阻力F足以提供所需的向心力，縮口上方的水銀柱做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得相當(dāng)快時(shí)，阻力F不足以提供所需的向心力，水銀柱做離心運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入玻璃泡內(nèi)。視頻6第38頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五制作“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。第39頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五視頻5：汽車轉(zhuǎn)彎翻車:第40頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五

FN>G

二、凹橋小結(jié)

一、火車轉(zhuǎn)彎:vFNF合G第41頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五當(dāng)時(shí)，壓力FN為零。航天員處于完全失重狀態(tài)三、凸橋v第42頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五四、

物體做圓周運(yùn)動(dòng)要滿足什么條件？當(dāng)F心合=Fn，做圓周運(yùn)動(dòng)當(dāng)F心合=0

或F心合<Fn時(shí)受到的F心合：指向圓心方向的合力圓周運(yùn)動(dòng)需要的：當(dāng)F合>Fn，做向心(近心)運(yùn)動(dòng)做離心運(yùn)動(dòng)第43頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五1．宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中處于完全失重狀態(tài)，下列說法正確的是(

)A．宇航員仍受重力的作用B．宇航員受力平衡C．宇航員所受重力等于所需的向心力D．宇航員不受重力的作用AC課堂訓(xùn)練第44頁，共48頁，2022年，5月20日，8點(diǎn)45分，星期五2．一輛卡車在丘陵地勻速行駛，地形如圖所示，由于輪胎太舊，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段應(yīng)是(

)A．a(chǎn)處 B．b處C．c處 D．d處D3．質(zhì)量為25kg的小孩坐在秋千板上，秋千板離拴繩的橫梁2.5m．如果秋千板擺動(dòng)經(jīng)過最低點(diǎn)的速度為3m/s，這時(shí)秋千板所受的壓力是多大？(取g＝10m/s2)答案：340N第45頁，共48頁，202