高中物理人教版必修2生活中的圓周運(yùn)動(dòng)ppt

1、生活中的圓周運(yùn)動(dòng),火車車輪的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,一、鐵路的彎道,,火車轉(zhuǎn)彎（內(nèi)外軌道等高）,（1） 火車轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外軌無(wú)高度差,外軌對(duì)輪緣的彈力F就是使火車轉(zhuǎn)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(zhuǎn)彎處外軌高于內(nèi)軌,根據(jù)牛頓第二定律,外軌對(duì)外輪緣有彈力,內(nèi)軌對(duì)內(nèi)輪緣有彈力,,小結(jié)：水平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，軌跡在水平面內(nèi)，向心力也一定在水平面內(nèi)。,向心力是按效果命名的力，任何一個(gè)或幾個(gè)力的合力，只要它的作用效果是使物體產(chǎn)

2、生向心加速度，它就是物體所受的向心力。,在水平鐵路轉(zhuǎn)彎處，往往使外軌略高于內(nèi)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(nèi)軌C．使火車車身傾斜，利用重力 和支持力的合力提供轉(zhuǎn)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(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)彎的規(guī)定速度v0=,二、拱型橋,,（ 1 ）汽車對(duì)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(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)．,,質(zhì)量為m的汽車以速度V通過(guò)半徑為R的凹型橋。它經(jīng)橋的最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力為多大？比汽車的重量大還是??？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(duì)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(diǎn)或最低點(diǎn)時(shí)，它的運(yùn)動(dòng)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(guān)。,（,一輛汽車勻速率通過(guò)半徑為R的圓弧拱形路面，關(guān)于汽車的受力情況，下列說(shuō)法正確的是（ ）A．汽車對(duì)路面的壓力大小不變，總是等于汽

5、車的重力B．汽車對(duì)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(qǐng)大家閱讀課本58面---思考與討論 說(shuō)出你的想法,由 可以解出,當(dāng) 時(shí)座艙對(duì)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(yùn)動(dòng)的物體，在所

6、受合力突然消失，或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。,一、離心運(yùn)動(dòng),1、離心運(yùn)動(dòng)：,2、物體作離心運(yùn)動(dòng)的條件：,,,二、離心運(yùn)動(dòng) 應(yīng)用,1、離心干燥器的金屬網(wǎng)籠,利用離心運(yùn)動(dòng)把附著在物體上的水分甩掉的裝置,解釋：,,,,,o,,F<mrω,2,F,ν,當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，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(yùn)動(dòng)。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時(shí)，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(yùn)動(dòng)，穿過(guò)網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面。,2、洗衣機(jī)的脫水筒,3、用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi),當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，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(yùn)動(dòng)。當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得相當(dāng)快時(shí)，阻力 F 不足以提供所需的向心力，水銀柱做離心運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入玻璃泡內(nèi)。,4、制作“棉花”糖的原理：,內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似，里面加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動(dòng)，從內(nèi)筒

8、壁的小孔飛散出去，成為絲狀到達(dá)溫度較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細(xì)雪白，像一團(tuán)團(tuán)棉花。,要使原來(lái)作圓周運(yùn)動(dòng)的物體作離心運(yùn)動(dòng)，該怎么辦？,？問(wèn)題一：,A、提高轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)的防止：,1、在水平公路上行駛的汽車轉(zhuǎn)彎時(shí),,,,,,υ,F < m,υ,,r,2,F,汽車,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(guò)大，所

9、需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax，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(guò)規(guī)定的速度。,2、高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等,？問(wèn)題二：,要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？,A、減小物體運(yùn)動(dòng)的速度，使物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力減小,B、增大合外力，使其達(dá)到物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力,,鞏固練習(xí)：,B,,２、為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)“打滑”的現(xiàn)象，可以：( ) a、增大汽車轉(zhuǎn)

10、彎時(shí)的速度　 b、減小汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)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(shuō)法中錯(cuò)誤的有：（ ）A、提高洗衣機(jī)脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干B、轉(zhuǎn)動(dòng)帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開(kāi)圓心C、為了防止發(fā)生事故，高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等不能超過(guò)允

11、許的最大轉(zhuǎn)速D、離心水泵利用了離心運(yùn)動(dòng)的原理,D,B,,過(guò)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(zhǎng)為R的輕繩一端系一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，它在最高點(diǎn)的最小速度是多少？ （3）如果上題改成長(zhǎng)為R的輕桿一端系一小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，它在最高點(diǎn)的最小速度是多少？當(dāng)球在最高點(diǎn)速度為 時(shí)，求桿對(duì)球的作用力，當(dāng)小球在最高點(diǎn)速度 時(shí)，

12、求桿對(duì)球的作用力。,鞏固應(yīng)用,例、繩系著裝水的桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，水的質(zhì)量m=0.5kg，繩長(zhǎng)=40cm.求（1）桶在最高點(diǎn)水不流出的最小速率？（2）水在最高點(diǎn)速率=3m/s時(shí)水對(duì)桶底的壓力？(g取10m/s2),,例、質(zhì)量為1kg的小球沿半徑為20cm的圓環(huán)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示，求 （1）小球在圓環(huán)的最高點(diǎn)A不掉下來(lái)的最小速度是多少？此時(shí)

13、小球的向心加速度是多少？ （2）若小球仍用以上的速度經(jīng)過(guò)圓環(huán)的最高點(diǎn)A，當(dāng)它運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)的最低點(diǎn)B時(shí)，對(duì)圓環(huán)的壓力是多少？此時(shí)小球的向心加速度是多少？,鞏固應(yīng)用：,,,例、長(zhǎng)為0.6m的輕桿OA(不計(jì)質(zhì)量),A端插個(gè)質(zhì)量為2.0kg的物體,在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)球達(dá)到最高點(diǎn)的速度分別為3m/s, m/s,2m/s時(shí),求桿對(duì)球的作用力各為多少?,鞏固應(yīng)用,例、如圖所示，質(zhì)量為m的