6.5一般曲線運(yùn)動(dòng)和離心運(yùn)動(dòng)高一物理（人教版2019）

大單元教學(xué)必修二第六章圓周運(yùn)動(dòng)任務(wù)四：變速圓周運(yùn)動(dòng)、一般曲線運(yùn)動(dòng)和離心運(yùn)動(dòng)

多姿多彩的生活不會(huì)拘泥于形式，我們的生活中圓周運(yùn)動(dòng)雖多，但勻速的并不多；我們的生活中圓周運(yùn)動(dòng)隨處可見，但普通曲線運(yùn)動(dòng)更多。我們能用我們現(xiàn)有的知識(shí)研究他們嗎？變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)的受力特點(diǎn)壹運(yùn)動(dòng)員拋出鏈球的過程中，使鏈球越轉(zhuǎn)越快，在鏈球速度比較大的時(shí)候，拋出鏈球，使鏈球運(yùn)動(dòng)的更遠(yuǎn)。這個(gè)過程中鏈球做變速圓周運(yùn)動(dòng)。想一想：做變速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，其受力情況如何呢？變速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)所受的合力提供向心力，方向始終指向圓心；如果一個(gè)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心，還能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)嗎？當(dāng)沿圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合力不指向圓心時(shí)，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。OOFn

F合vFn

vF合速度增大的圓周運(yùn)動(dòng)速度減小的圓周運(yùn)動(dòng)向心分力Fn

，產(chǎn)生向心加速度an，只改變線速度的方向。切向分力Fτ，產(chǎn)生切向加速度aτ，改變線速度的大小。物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)：當(dāng)合外力與速度夾銳角時(shí)，物體線速度增加

當(dāng)合外力與速度夾鈍角時(shí)，物體線速度減小

物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)的受力條件：當(dāng)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受合力不指向圓心時(shí)，物體做變速圓周運(yùn)動(dòng)。變速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律03運(yùn)動(dòng)軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運(yùn)動(dòng)，可以稱為一般曲線運(yùn)動(dòng)。r1r2研究方法：把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧。這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在分析質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過曲線上某位置的運(yùn)動(dòng)時(shí)可以采用圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法進(jìn)行處理。一般的曲線運(yùn)動(dòng)041.從向心力的來源看勻速圓周運(yùn)動(dòng)：合外力全部用來提供向心力變速圓周運(yùn)動(dòng)：合外力部分用來提供向心力2.從加速度的角度看僅有向心加速度的圓周運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)同時(shí)具有向心加速度和切向加速度的圓周運(yùn)動(dòng)是變速圓周運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)與勻速圓周運(yùn)動(dòng)的對(duì)比05問題思考：汽車在如圖所示的道路上行駛，如果從速度計(jì)讀出了汽車運(yùn)動(dòng)的速度，為了計(jì)算汽車的向心力，還需要知道什么物理量？變速圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用06離心運(yùn)動(dòng)貳問題1.分析下面視頻中運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的原因（條件）？F合＜mω2r，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).OF合=mω2r，F(xiàn)

合=0，物體沿切線方向飛出遠(yuǎn)離圓心物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)2.條件：0≤F合＜mω2rF

=F

<F

>勻速圓周運(yùn)動(dòng)離心運(yùn)動(dòng)向心運(yùn)動(dòng)問題2.離心運(yùn)動(dòng)在生活中應(yīng)用在哪些地方？離心拋擲離心脫水離心分離離心甩干問題3.離心運(yùn)動(dòng)在生活中的哪些地方有害，我們?cè)鯓臃乐?？OF靜v在水平公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎時(shí)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(shí)速度過大，所需向心力Fn大于最大靜摩擦力Fmax（Fmax不足以提供向心力），汽車將做離心運(yùn)動(dòng)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.當(dāng)時(shí)，汽車做離心運(yùn)動(dòng)

Fmax＜m

v2r課堂小結(jié)1．從向心力的來源看變速圓周運(yùn)動(dòng)。2．從加速度的角度看變速圓周運(yùn)動(dòng)3．微元方法處理一般曲線運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)和離心運(yùn)動(dòng)變速圓周運(yùn)動(dòng)和一般曲線運(yùn)動(dòng)1．離心現(xiàn)象的分析與討論．2．離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止．離心運(yùn)動(dòng)1.(一般曲線運(yùn)動(dòng))一般的曲線運(yùn)動(dòng)可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運(yùn)動(dòng)的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替。如圖（a）所示，曲線上的A點(diǎn)的曲率圓定義為:通過A點(diǎn)和曲線上緊鄰A點(diǎn)兩側(cè)的兩點(diǎn)作一圓，在極限情況下，這個(gè)圓就叫做A點(diǎn)的曲率圓，其半徑ρ叫做A點(diǎn)的曲率半徑?，F(xiàn)將一物體沿與水平面成α角的方向以速度v0拋出，如圖（b）所示。則在其軌跡最高點(diǎn)處的曲率半徑是（

）A．

B．C．

D．【參考答案】C課堂練習(xí)課堂練習(xí)2.(離心現(xiàn)象)下列事例利用了離心現(xiàn)象的是(

)答案:D課堂練習(xí)解析:自行車賽道傾斜,應(yīng)用了支持力與重力的合力提供向心力,防止產(chǎn)生離心運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤。因?yàn)镕n=m

,所以速度越快所需的向心力就越大,汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)要限制速度,來減小汽車所需的向心力,防止離心運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤。汽車上坡前加速,與離心運(yùn)動(dòng)無關(guān),故C錯(cuò)誤。拖把利用旋轉(zhuǎn)脫水,就是利用了離心運(yùn)動(dòng),故D正確。課堂練習(xí)3.(變速圓周運(yùn)動(dòng))如圖所示，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺(tái)邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺(tái)加速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，物塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺(tái)開始做平拋運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺(tái)半徑R＝0.5m，離水平地面的高度H＝0.8m，物塊平拋落地過程水平位移的大小s＝0.4m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2。