《高中物理課件》5.7生活中的圓周運動

7生活中的圓周運動問題導入物體做圓周運動的條件是？提供物體做圓周運動的力物體做圓周運動所需的力從“供”“需”兩方面研究生活中做圓周運動的物體由物體受力情況決定由物體的運動情況決定F=“供需”平衡物體做圓周運動本節(jié)課一、火車轉彎車輪的構造火車車輪有突出的輪緣鐵路的彎道——（1）內(nèi)外軌道一樣高GN外軌對輪緣的彈力提供向心力.

靠這種辦法得到的向心力缺點是什么？如何解決這一實際問題？FGFNF合(2)外軌略高于內(nèi)軌彎道的設計速度是多大時，才能保證內(nèi)外軌不受到側向壓力？當v>v0時：當v<v0時：F彈F彈鐵路彎道處超速是火車脫軌和翻車的主要原因例1.注意：火車轉彎時向心力是水平的．

生活中的火車轉彎二、汽車過橋1/12/2023121.求汽車以速度v過半徑為r的拱橋最高點時對拱橋的壓力？NG當時汽車對橋的壓力為零。（臨界速度）當ｖ大于ｖ臨界時，汽車做什么運動？飛離橋面做平拋運動！由于加速度ａ豎直向下，屬失重現(xiàn)象。m你見過凹形橋嗎?瀘定橋2.求汽車過凹形路段最低點時對路面的壓力？NG可見汽車的速度V越大，對橋的壓力越大。由于加速度ａ的方向豎直向上，屬超重現(xiàn)象。m汽車對橋面的壓力超重失重狀態(tài)最高點最低點失重超重小結：課本P28說一說思考與討論

地球可以看做一個巨大的拱形橋，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是多少？……思考與討論例題1.一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是()

A.a處

B.b處

C.c處

D.d處abcdD可能飛離路面的地段應是？當堂練習如圖6．8—7所示，汽車以一定的速度經(jīng)過一個圓弧形橋面的頂點時，關于汽車的受力及汽車對橋面的壓力情況，以下說法正確的是()

A.在豎直方向汽車受到三個力：重力、橋面的支持力和向心力B.在豎直方向汽車只受兩個力：重力和橋面的支持力C.汽車對橋面的壓力小于汽車的重力D．汽車對橋面的壓力大于汽車的重力BC

1/12/202320三：航天器中的失重現(xiàn)象

假設宇宙飛船總質(zhì)量為M，它在地球表面附近繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑近似等于地球半徑r，航天員質(zhì)量為m，宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們在地面上的重力mg．試求座艙對宇航員的支持力為零時飛船的速度多大?通過求解，你可以判斷此時的宇航員處于什么狀態(tài)（超重或失重）。對宇航員，重力提供向心力：mg=mv2/r由此可以得出宇航員處于完全失重狀態(tài)此時人對座椅的壓力為零觀察第一種情況：向心力突然消失第二種情況：合力不足以提供所需要的向心力請思考以上兩種情況物體都飛出去了離心運動1.離心運動：做圓周運動的物體，在提供的向心力突然消失，或者不足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。2.離心運動的本質(zhì)：做圓周運動的物體，由于本身的慣性，總有沿著圓周切線方向飛去的傾向.2.物體作離心運動的條件：Fn<F需向思考問題？Fn=F需向做什么運動？Fn=0

做什么運動？Fn

＜F需向做什么運動？Fn

＞F需向做什么運動？圓周近心(或向心)切線離心離心拋擲離心脫水離心分離離心甩干●離心運動的應用1/12/202327用離心機把體溫計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，黏稠的糖汁就做離心運動，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀到達溫度較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細雪白，像一團團棉花。1/12/202328OF靜v4.離心運動的防止1/12/202329向心、圓周、離心運動“供”“需”是否平衡決定物體做何種運動供提供物體做圓周運動的力需物體做勻速圓周運動所需的力Fn=圓周運動Fn<離心運動Fn>向心運動小結二.拱形橋1.汽車過拱形橋時,對橋面的壓力與重力比較2.圓周運動中的超重、失重情況．三.航天器中的失重現(xiàn)象重力提供自身做圓周運動向心力四.離心運動1.離心現(xiàn)象的分析與討論．2.離心運動的應用和防止．課堂小結火車轉彎規(guī)定:v過大時:外側軌道與輪之間有彈力v過小時:內(nèi)側軌道與輪之間有彈力一.鐵路的彎道1.向心力的來源:A外軌高于內(nèi)軌時,重力與支持力的合力是使火車轉彎的向心力B輪緣2轉彎處的半徑和火車運行速度的條件限制.1/12/202331處理圓周運動問題的基本思路：1）找到圓周運動的圓平面，確定圓心找到半徑2）受力分析，找到向心力的來源；3）利用向心力公式Fn=man列方程求解實質(zhì)是牛頓第二定律在圓周運動中的應用只不過這里的加速度是向心加速度。1/12/202332第二課時1/12/202333請問：1、做勻速圓周運動的物體，向心力是誰提供的？2、豎直平面內(nèi)做圓周運動的物體，在最高點和最低點，向心力是誰提供的？合力分析做圓周運動的物體受力情況OmgFNFfOmgFN提供向心力受力分析FfFN+mg飛機轉彎:GNFnO課堂練習航天飛機中的物體處于失重狀態(tài)，是指這個物體：(A)不受地球的吸引力；(B)地球吸引力和向心力平衡；(C)受的向心力和離心力平衡；(D)對支持它的物體的壓力為零。1/12/202337拓展與思考：汽車能通過圓形軌道的最高點嗎？R聯(lián)想：過山車上的人為什么不會掉下來1/1