生活中的圆周运动_课件.ppt

1、生活中的圆周运动,火车车轮的结构特点：,一、铁路的弯道,火车转弯（内外轨道等高）,（1） 火车转弯处内外轨无高度差,外轨对轮缘的弹力F就是使火车转弯的向心力,外轨和外轮之间的磨损大， 铁轨容易受到损坏,（2 ）转弯处外轨高于内轨,根据牛顿第二定律,外轨对外轮缘有弹力,内轨对内轮缘有弹力,小结：水平面内的圆周运动，轨迹在水平面内，向心力也一定在水平面内。,向心力是按效果命名的力，任何一个或几个力的合力，只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力。,在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了( ) A减轻火车轮子挤压外轨 B减轻火车轮子挤压内轨 C使火车车身倾斜，利用重力

2、 和支持力的合力提供转弯所需向心力 D限制火车向外脱轨,ACD,思考 在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低是什么原因？,（第11题）,如图所示，汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为，半径为r，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是 ?,（,F合=mgtanmgsin=mgh/L 由牛顿第二定律得： F合=man 所以mgh/L=m 即火车转弯的规定速度v0=,二、拱型桥,（ 1 ）汽车对桥的压力FN= FN,（）汽车的速度越大,由上式和牛顿第三定律可知,根据牛顿第二定律,汽车开始做平抛运动,质量为m的汽车以速度V通过半径为R的凹型桥。它经桥的最低点时对桥的压力为多大？比汽车的重量大还是小？速度越大压

3、力越大还是越小？,解：,由上式和牛顿第三定律可知,（ 1 ）汽车对桥的压力F1= F1,（）汽车的速度越大,根据牛顿第二定律,思考：汽车不在拱形桥的最高点或最低点时，它的运动能用上面的方法求解吗？,mgcosFN=maN 所以FN=mgcosmaN 桥面支持力与夹角、车速v都有关。,（,一辆汽车匀速率通过半径为R的圆弧拱形路面，关于汽车的受力情况，下列说法正确的是（ ） A汽车对路面的压力大小不变，总是等于汽车的重力 B汽车对路面的压力大小不断发生变化，总是小于汽车所受重力 C汽车的牵引力不发生变化 D汽车的牵引力逐渐变小,BD,请大家阅读课本58面-思考与讨论 说出你的想法,由 可以解出,当

4、 时座舱对人的支持力F支=0，人处于失重状态,三航天器中的失重现象.,做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失，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。这种运动叫做离心运动。,一、离心运动,1、离心运动：,2、物体作离心运动的条件：,二、离心运动 应用,1、离心干燥器的金属网笼,利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置,解释：,o,Fmr,2,F,当网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F 足以提供所需的向心力F 使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，附着力 F 不足以提供所需的向心力 F，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。,2、洗衣机的脱水筒,3、用离心

5、机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内,当离心机转得比较慢时，缩口的阻力 F 足以提供所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动。当离心机转得相当快时，阻力 F 不足以提供所需的向心力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。,4、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。,要使原来作圆周运动的物体作离心运动，该怎么办？,？问题一：,A、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。,B、减小合外力或使其消失,三、离心运动的防止：,1

6、、在水平公路上行驶的汽车转弯时,F m,r,2,F,汽车,在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。,2、高速转动的砂轮、飞轮等,？问题二：,要防止离心现象发生，该怎么办？,A、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动时所需的向心力减小,B、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力,巩固练习：,B,、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以：( ) a、增大汽车转弯时的速度 b、减小汽车转弯时的速度 c、增

7、大汽车与路面间的摩擦 d、减小汽车与路面间的摩擦 A、a、b B、a、c C、b、d D、b、c,3、下列说法中错误的有：（ ） A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干 B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心 C、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速 D、离心水泵利用了离心运动的原理,D,B,过山车,(1）凸形桥半径为R，汽车在顶端的最大速度是多少？ (2）长为R的轻绳一端系一小球在竖直平面内做圆周运动，它在最高点的最小速度是多少？ （3）如果上题改成长为R的轻杆一端系一小球在竖直平面内做圆周运动，它在最高点的最小速度是多少？当球在最高点速度为

8、时，求杆对球的作用力，当小球在最高点速度 时，求杆对球的作用力。,巩固应用,例、绳系着装水的桶，在竖直平面内做圆周运动，水的质量m=0.5kg，绳长=40cm.求 （1）桶在最高点水不流出的最小速率？（2）水在最高点速率=3m/s时水对桶底的压力？(g取10m/s2),例、质量为1kg的小球沿半径为20cm的圆环在竖直平面内做圆周运动，如图所示，求 （1）小球在圆环的最高点A不掉下来的最小速度是多少？此时小球的向心加速度是多少？ （2）若小球仍用以上的速度经过圆环的最高点A，当它运动到圆环的最低点B时，对圆环的压力是多少？此时小球的向心加速度是多少？,巩固应用：,例、长为0.6m的轻杆OA(不计质量),A端插个质量为2.0kg的物体,在竖直平面内绕O点做圆周运动,当球达到最高点的速度分别为3m/s, m/s