高中物理人教版必修2生活中的圓周運動ppt

1、生活中的圓周運動,火車車輪的結構特點：,一、鐵路的彎道,,火車轉彎（內外軌道等高）,（1） 火車轉彎處內外軌無高度差,外軌對輪緣的彈力F就是使火車轉彎的向心力,外軌和外輪之間的磨損大， 鐵軌容易受到損壞,（2 ）轉彎處外軌高于內軌,根據(jù)牛頓第二定律,外軌對外輪緣有彈力,內軌對內輪緣有彈力,,小結：水平面內的圓周運動，軌跡在水平面內，向心力也一定在水平面內。,向心力是按效果命名的力，任何一個或幾個力的合力，只要它的作用效果是使物體產

2、生向心加速度，它就是物體所受的向心力。,在水平鐵路轉彎處，往往使外軌略高于內軌，這是為了( )A．減輕火車輪子擠壓外軌B．減輕火車輪子擠壓內軌C．使火車車身傾斜，利用重力 和支持力的合力提供轉彎所需向心力D．限制火車向外脫軌,ACD,思考 在高速公路的拐彎處，路面造得外高內低是什么原因？,,,,,,（第11題）,如圖所示，汽車在傾斜的彎道上拐彎，彎道的傾角為θ，半徑為r，則汽車完全不靠摩擦力轉彎

3、的速率是 ?,（,,,,,,,F合=mgtanα≈mgsinα=mgh/L由牛頓第二定律得：F合=man 所以mgh/L=m即火車轉彎的規(guī)定速度v0=,二、拱型橋,,（ 1 ）汽車對橋的壓力FN´= FN,（２）汽車的速度越大,由上式和牛頓第三定律可知,根據(jù)牛頓第二定律,,汽車開始做平拋運動．,,質量為m的汽車以速度V通過半徑為R的凹型橋。它經橋的最低點時對橋的壓力為多大？比汽車的重量大還是小？速度越大壓力越大還是越

4、??？,解：,,由上式和牛頓第三定律可知,（ 1 ）汽車對橋的壓力F1´= F1,（２）汽車的速度越大,根據(jù)牛頓第二定律,,,思考：汽車不在拱形橋的最高點或最低點時，它的運動能用上面的方法求解嗎？,,mgcosθ－FN=maN所以FN=mgcosθ－maN橋面支持力與夾角θ、車速v都有關。,（,一輛汽車勻速率通過半徑為R的圓弧拱形路面，關于汽車的受力情況，下列說法正確的是（ ）A．汽車對路面的壓力大小不變，總是等于汽

5、車的重力B．汽車對路面的壓力大小不斷發(fā)生變化，總是小于汽車所受重力C．汽車的牽引力不發(fā)生變化D．汽車的牽引力逐漸變小,BD,請大家閱讀課本58面---思考與討論 說出你的想法,由 可以解出,當 時座艙對人的支持力F支=0，人處于失重狀態(tài),,,,,,三航天器中的失重現(xiàn)象.,做勻速圓周運動的物體，在所

6、受合力突然消失，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。這種運動叫做離心運動。,一、離心運動,1、離心運動：,2、物體作離心運動的條件：,,,二、離心運動 應用,1、離心干燥器的金屬網(wǎng)籠,利用離心運動把附著在物體上的水分甩掉的裝置,解釋：,,,,,o,,F<mrω,2,F,ν,當網(wǎng)籠轉得比較慢時，水滴跟物體的附著力F 足以提供所需的向心力F 使水滴做圓周運動。當網(wǎng)籠轉得比較快時，附著力 F 不足以提

7、供所需的向心力 F，于是水滴做離心運動，穿過網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面。,2、洗衣機的脫水筒,3、用離心機把體溫計的水銀柱甩回玻璃泡內,當離心機轉得比較慢時，縮口的阻力 F 足以提供所需的向心力，縮口上方的水銀柱做圓周運動。當離心機轉得相當快時，阻力 F 不足以提供所需的向心力，水銀柱做離心運動而進入玻璃泡內。,4、制作“棉花”糖的原理：,內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。內筒高速旋轉，黏稠的糖汁就做離心運動，從內筒

8、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。,要使原來作圓周運動的物體作離心運動，該怎么辦？,？問題一：,A、提高轉速，使所需向心力增大到大于物體所受合外力。,B、減小合外力或使其消失,三、離心運動的防止：,1、在水平公路上行駛的汽車轉彎時,,,,,,υ,F < m,υ,,r,2,F,汽車,在水平公路上行駛的汽車，轉彎時所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉彎時速度過大，所

9、需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax，汽車將做離心運動而造成交通事故。因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過規(guī)定的速度。,2、高速轉動的砂輪、飛輪等,？問題二：,要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？,A、減小物體運動的速度，使物體作圓周運動時所需的向心力減小,B、增大合外力，使其達到物體作圓周運動時所需的向心力,,鞏固練習：,B,,２、為了防止汽車在水平路面上轉彎時出現(xiàn)“打滑”的現(xiàn)象，可以：( ) a、增大汽車轉

10、彎時的速度　 b、減小汽車轉彎時的速度 c、增大汽車與路面間的摩擦 d、減小汽車與路面間的摩擦 A、a、b B、a、c C、b、d D、b、c,3、下列說法中錯誤的有：（ ）A、提高洗衣機脫水筒的轉速，可以使衣服甩得更干B、轉動帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開圓心C、為了防止發(fā)生事故，高速轉動的砂輪、飛輪等不能超過允

11、許的最大轉速D、離心水泵利用了離心運動的原理,D,B,,過山車,(1）凸形橋半徑為R，汽車在頂端的最大速度是多少？(2）長為R的輕繩一端系一小球在豎直平面內做圓周運動，它在最高點的最小速度是多少？ （3）如果上題改成長為R的輕桿一端系一小球在豎直平面內做圓周運動，它在最高點的最小速度是多少？當球在最高點速度為 時，求桿對球的作用力，當小球在最高點速度 時，

12、求桿對球的作用力。,鞏固應用,例、繩系著裝水的桶，在豎直平面內做圓周運動，水的質量m=0.5kg，繩長=40cm.求（1）桶在最高點水不流出的最小速率？（2）水在最高點速率=3m/s時水對桶底的壓力？(g取10m/s2),,例、質量為1kg的小球沿半徑為20cm的圓環(huán)在豎直平面內做圓周運動，如圖所示，求 （1）小球在圓環(huán)的最高點A不掉下來的最小速度是多少？此時

13、小球的向心加速度是多少？ （2）若小球仍用以上的速度經過圓環(huán)的最高點A，當它運動到圓環(huán)的最低點B時，對圓環(huán)的壓力是多少？此時小球的向心加速度是多少？,鞏固應用：,,,例、長為0.6m的輕桿OA(不計質量),A端插個質量為2.0kg的物體,在豎直平面內繞O點做圓周運動,當球達到最高點的速度分別為3m/s, m/s,2m/s時,求桿對球的作用力各為多少?,鞏固應用,例、如圖所示，質量為m的