《人教版高一物理必修二：5.7《生活中的圆周运动》课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高一物理必修二：5.7《生活中的圆周运动》课件（39页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章 曲线运动,第 七 节 生活中的圆周运动,复习提问,1、什么叫向心加速度？ 物理意义？公式如何？,2、什么叫向心力？公式如何？,一、铁路的弯道,问题探究,在平直轨道上匀速行驶的火车，火车受几个力作用？这几个力的关系如何？ 那火车转弯时情况会有何不同呢？ 火车转弯时是在做圆周运动，那么是什么力提供向心力？,一、铁路的弯道,车轮的构造,火车车轮有突出的轮缘,一、铁路的弯道,铁路的弯道,内外轨道一样高,G,N,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？,F,问题探究,一、铁路的弯道,请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道,【学生活动】设计火车弯道
2、学生分组讨论，提出可行性方案,问题探究,一、铁路的弯道,【方案剖析】,火车转弯规定临界速度:,解析：,重力G与支持力FN的合力F合是使火车转弯的向心力,【最佳方案】,外轨略高于内轨,一、铁路的弯道,如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？,问题探究,一、铁路的弯道,过大时： 外侧轨道与轮之间有弹力,过小时： 内侧轨道与轮之间有弹力,赛道的设计,公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时，也可以看做圆周运动.那么是什么力提供汽车的向心力呢？,二、拱形桥,问题探究,质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力,问题探究,二、
3、拱形桥,FN,由牛顿第三定律得，汽车通过桥的最高点时对桥的压力：,凹形桥,下面自己分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些?,二、拱形桥,问题探究,FN,由牛顿第三定律得，汽车通过桥的最高点时对桥的压力比汽车重力大,用模拟实验验证分析,注意观察指针的偏转大小,二、拱形桥,失重,超重,小结：,二、拱形桥,两类圆周运动问题分析,提供向心力,受力情况,Ff,FN+mg,水平面内的圆周运动,竖直面内的圆周运动,课堂小结,F,“供需”平衡 物体做匀速圆周运动,向心力公式的理解,从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体,课堂小结,该“问题探究”中描述的情景其实已经实现，不过不是
4、在汽车上，而是在航天飞机中,三、航天器中的失重现象,问题探究,三、航天器中的失重现象,问题探究,1、航天器在发射升空（加速上升）时，航天员处在超重还是失重状态？,2、航天器在轨道正常运行（绕地球做匀速圆周运动）时，航天员处在超重还是失重状态？,超重,?,FNmg ma,FNmg,三、航天器中的失重现象,航天器绕地球做匀速圆周运动，假设它的线速度的大小为v ，轨道半径近似等于地球半径R ，航天员受到的地球引力近似等于他在地面测得的体重mg .,失重,有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，这种说法对吗？,正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动.
5、,四、离心运动,问题探究,分析下面视频中运动产生的原因（条件）？,四、离心运动,F合 = m2r，物体做匀速圆周运动,F合m2r ，物体做逐渐远离圆心的运动,F 合= 0 ，物体沿切线方向飞出远离圆心,1、定义：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时，做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动.,2、条件：,0 F合m2r,供需,离心抛掷,离心脱水,离心分离,离心甩干,3、离心运动的应用,四、离心运动,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
6、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.,四、离心运动,四、离心运动,要使原来作匀速圆周运动的物体作离心运动，该怎么办？,1、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力.,2、减小合外力或使其消失.,供需,供需,问题探究,四、离心运动,3、离心运动的防止,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Fn大于最大静摩擦力Fmax （Fmax不足以提供向心力），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.,四、离心运动,高速转动的砂轮、飞
7、轮等，都不得超过允许的最大转速。转速过高时，砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故.,四、离心运动,问题探究,要防止离心现象发生，该怎么办？,1、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.,2、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力.,供需,供需,例题,例1、火车以半径R= 900 m转弯，火车质量为8105kg ，速度为30m/s，火车轨距l=1.4 m，要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力，轨道应该垫的高度h？（较小时tan=sin）,由力的关系得：,由向心力公式得：,由几何关系得：,解：,=0.14m,例题,例2、
8、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,例题,例3、质量为m的小球，用一条绳子系着在竖直平面内做圆周运动，小球到最高点时的速度为v，到达最低点时的速度为 ，则小球通过上述两位置处时绳子所受的张力之差是( ) A.6mg B.5mg C.4mg D.2mg,A,例题,例4.如图所示，质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为m的小球，另一端能绕光滑的水平轴O转动.让小球在竖直平面内绕轴
9、O做半径为l 的圆周运动，小球通过最高点时的线速度大小为v下列说法中正确的是( ),A、v不能小于,BCD,训练巩固,1人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的有 ( ) A可以用天平测量物体的质量 B可以用水银气压计测舱内的气压 C可以用弹簧测力计测拉力 D在卫星内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示 数为零，但重物仍受地球的引力,CD,训练巩固,2下列有关洗衣机脱水筒的脱水原理说法正确的是 ( ) A水滴受离心力作用，而沿背离圆心的方向甩出 B水滴受到向心力，由于惯性沿切线方向甩出 C水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线 方向甩出 D水滴与衣服间的附着力小于它所需的向心
10、力，于是沿 切线方向甩出,D,训练巩固,3杂技演员表演“水流星”，在长为L1.6 m的细绳的一端，系一个与水的总质量为m0.5 kg的盛水容器，以绳的另一端为圆心，在竖直平面内做圆周运动，如图所示.若“水流星”通过最高点时的速率为4 m/s，则下列说法正确的是(取g10 m/s2) ( ) A“水流星”通过最高点时，没有水从容器中流出 B“水流星”通过最高点时，绳的拉力及容器底部受到的 压力均为零 C“水流星”通过最高点时，处于完全失重状态，不受力 的作用 D“水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5 N,AB,训练巩固,4. 有一列重为100 t的火车，以72 km/h的速率匀速通过一个内外
11、轨一样高的弯道，轨道半径为400 m.(g取10 m/s2) (1)试计算铁轨受到的侧压力； (2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度的正切值.,训练巩固,4. 有一列重为100 t的火车，以72 km/h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道，轨道半径为400 m.(g取10 m/s2) (1)试计算铁轨受到的侧压力； (2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以适当倾斜路基，试计算路基倾斜角度的正切值.,一、铁路的弯道 1讨论向心力的来源： 2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 3讨论：为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制? 二、拱形桥 1思考：汽车过拱形桥时，对桥面的压力与重力谁大? 2圆周运动中的超重、失重情况 三、航天器中的失重现象 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,谢谢观看!,
