《高中物理课件》5.7生活中的圆周运动

7生活中的圆周运动问题导入物体做圆周运动的条件是？提供物体做圆周运动的力物体做圆周运动所需的力从“供”“需”两方面研究生活中做圆周运动的物体由物体受力情况决定由物体的运动情况决定F=“供需”平衡物体做圆周运动本节课一、火车转弯车轮的构造火车车轮有突出的轮缘铁路的弯道——（1）内外轨道一样高GN外轨对轮缘的弹力提供向心力.

靠这种办法得到的向心力缺点是什么？如何解决这一实际问题？FGFNF合(2)外轨略高于内轨弯道的设计速度是多大时，才能保证内外轨不受到侧向压力？当v>v0时：当v<v0时：F弹F弹铁路弯道处超速是火车脱轨和翻车的主要原因例1.注意：火车转弯时向心力是水平的．

生活中的火车转弯二、汽车过桥1/12/2023121.求汽车以速度v过半径为r的拱桥最高点时对拱桥的压力？NG当时汽车对桥的压力为零。（临界速度）当ｖ大于ｖ临界时，汽车做什么运动？飞离桥面做平抛运动！由于加速度ａ竖直向下，属失重现象。m你见过凹形桥吗?泸定桥2.求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？NG可见汽车的速度V越大，对桥的压力越大。由于加速度ａ的方向竖直向上，属超重现象。m汽车对桥面的压力超重失重状态最高点最低点失重超重小结：课本P28说一说思考与讨论

地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……思考与讨论例题1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是()

A.a处

B.b处

C.c处

D.d处abcdD可能飞离路面的地段应是？当堂练习如图6．8—7所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是()

A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力D．汽车对桥面的压力大于汽车的重力BC

1/12/202320三：航天器中的失重现象

假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径r，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力mg．试求座舱对宇航员的支持力为零时飞船的速度多大?通过求解，你可以判断此时的宇航员处于什么状态（超重或失重）。对宇航员，重力提供向心力：mg=mv2/r由此可以得出宇航员处于完全失重状态此时人对座椅的压力为零观察第一种情况：向心力突然消失第二种情况：合力不足以提供所需要的向心力请思考以上两种情况物体都飞出去了离心运动1.离心运动：做圆周运动的物体，在提供的向心力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。2.离心运动的本质：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向.2.物体作离心运动的条件：Fn<F需向思考问题？Fn=F需向做什么运动？Fn=0

做什么运动？Fn

＜F需向做什么运动？Fn

＞F需向做什么运动？圆周近心(或向心)切线离心离心抛掷离心脱水离心分离离心甩干●离心运动的应用1/12/202327用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内制作棉花糖的原理：

内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。1/12/202328OF静v4.离心运动的防止1/12/202329向心、圆周、离心运动“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的力需物体做匀速圆周运动所需的力Fn=圆周运动Fn<离心运动Fn>向心运动小结二.拱形桥1.汽车过拱形桥时,对桥面的压力与重力比较2.圆周运动中的超重、失重情况．三.航天器中的失重现象重力提供自身做圆周运动向心力四.离心运动1.离心现象的分析与讨论．2.离心运动的应用和防止．课堂小结火车转弯规定:v过大时:外侧轨道与轮之间有弹力v过小时:内侧轨道与轮之间有弹力一.铁路的弯道1.向心力的来源:A外轨高于内轨时,重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力B轮缘2转弯处的半径和火车运行速度的条件限制.1/12/202331处理圆周运动问题的基本思路：1）找到圆周运动的圆平面，确定圆心找到半径2）受力分析，找到向心力的来源；3）利用向心力公式Fn=man列方程求解实质是牛顿第二定律在圆周运动中的应用只不过这里的加速度是向心加速度。1/12/202332第二课时1/12/202333请问：1、做匀速圆周运动的物体，向心力是谁提供的？2、竖直平面内做圆周运动的物体，在最高点和最低点，向心力是谁提供的？合力分析做圆周运动的物体受力情况OmgFNFfOmgFN提供向心力受力分析FfFN+mg飞机转弯:GNFnO课堂练习航天飞机中的物体处于失重状态，是指这个物体：(A)不受地球的吸引力；(B)地球吸引力和向心力平衡；(C)受的向心力和离心力平衡；(D)对支持它的物体的压力为零。1/12/202337拓展与思考：汽车能通过圆形轨道的最高点吗？R联想：过山车上的人为什么不会掉下来1/1