高一物理生活中的圓周運動課件

高一物理生活中的圓周運動課件第六節(jié)

勻速圓周運動的實例分析第六章曲線運動8、生活中的圓周運動觀察思考火車在水平軌道（內(nèi)外軌道一樣高）上轉(zhuǎn)彎時，所需的向心力由誰提供？G這個彈力很大，會對軌道和輪緣造成損壞。如何解決這個問題？外軌內(nèi)軌FNF外軌對輪緣的彈力θ分析FN在轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力的方向是在水平方向上還是在與斜面平行的方向上？GOF合θ分析OGFNF合θθF合＝mgtanθ軌道對輪緣無擠壓，此時火車的速度為多大？火車轉(zhuǎn)彎時所需的向心力Fn=

m

v2Rv＝gRtanθ

若火車的速度大于或小于這個值時，軌道對輪緣有擠壓嗎？2、當v＜gRtanθ

：1、當v＞gRtanθ

：GFNθ討論輪緣受到外軌向內(nèi)的彈力GFNθFF輪緣受到內(nèi)軌向外的彈力汽車過橋F壓＝FN＝mg水平橋拱形橋凹形橋拱形橋汽車質(zhì)量為m，通過橋最高點速度為v，橋半徑為R，則在最高點汽車對橋的壓力為多大？mgFNFn=

m

v2RF合＝mg－FNv2R∴mg－FN＝mv2R∴FN＝mg－m由牛頓第三定律得v2RF壓＝FN＝mg－mFN＜mg若汽車通過拱橋的速度增大，會出現(xiàn)什么情況？v2Rmg＝m拱形橋mgFN當FN=

0時，汽車脫離橋面，做平拋運動，汽車及其中的物體處于完全失重狀態(tài)。FN＝0時，汽車的速度為多大？v＝gRv2RFN＝mg－m凹形橋汽車質(zhì)量為m，通過橋最低點速度為v，橋半徑為R，則在最低點汽車對橋的壓力為多大？F合＝FN－mgv2R∴FN＝mg+

m由牛頓第三定律得v2RF壓＝FN＝mg+

mv2R∴FN－mg＝mFN＞mg若汽車通過凹橋的速度增大，會出現(xiàn)什么情況？FNmgFn=

m

v2R結論F壓＝FN＜mg失重超重F壓＝FN＝mgF壓＝FN＞mg思考1、航天器在發(fā)射升空（加速上升）時，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？2、航天器在軌道正常運行（繞地球做勻速圓周運動）時，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？超重FNmga?FN－mg＝maFN＞mgv2rFN＝mg－m航天器中的失重現(xiàn)象航天器繞地球做勻速圓周運動，假設它的線速度的大小為v，軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員受到的地球引力近似等于他在地面測得的體重mg。失重v＝gR當時，座艙對航天員的支持力FN＝0，航天員處于完全失重。有人把航天器失重的原因說成是它離地球太遠，從而擺脫了地球引力，這種說法對嗎？正是由于地球引力的存在，才使航天器連同其中的人和物體繞地球做圓周運動。v2Rmg－FN＝mO離心運動F合=

mω2r，物體做勻速圓周運動F合＜mω2r，物體做逐漸遠離圓心的運動F合=

0，物體沿切線方向飛出遠離圓心1、定義：做勻速圓周運動的物體，在所受合力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力時，做逐漸遠離圓心的運動，這種運動叫做離心運動。2、條件：0≤F合＜mω2r供<需O離心運動的應用當脫水筒轉(zhuǎn)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使水滴做圓周運動。當脫水筒轉(zhuǎn)得比較快時，附著力F不足以提供所需的向心力，于是水滴做離心運動，穿過小孔，飛到脫水筒外面。F利用離心運動把附著在物體上的水分甩掉離心運動的應用用離心機把體溫計的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)制作棉花糖的原理：內(nèi)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(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運動，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，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。思考要使原來作勻速圓周運動的物體作離心運動，該怎么辦？1、提高轉(zhuǎn)速，使所需向心力增大到大于物體所受合外力。2、減小合外力或使其消失。供＝需供<需O離心運動的防止F靜v在水平公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)彎時速度過大，所需向心力Fn大于最大靜摩擦力Fmax（Fmax不足以提供向心力），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。當時，汽車做離心運動

Fmax＜m

v2r離心運動的防止高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等，都不得超過允許的最大轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)速過高時，砂輪、飛輪內(nèi)部分子間的相互作用力不足以提供所需向心力，離心運動會使它們破裂，釀成事故。OFv思考要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？1、