3.3離心現(xiàn)象課件-高一下學(xué)期物理

第節(jié)3離心現(xiàn)象高中物理必修第二冊(cè)第3章1.學(xué)會(huì)通過車輛轉(zhuǎn)彎問題及凹、凸橋和過山車問題分析水平面內(nèi)和豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)。2.知道什么是離心運(yùn)動(dòng),學(xué)會(huì)通過實(shí)例分析離心運(yùn)動(dòng)。3.學(xué)會(huì)運(yùn)用圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)分析生活中的實(shí)際問題。學(xué)習(xí)目標(biāo)思考：為什么在拐彎處容易發(fā)生事故？應(yīng)該如何避免這種事件的發(fā)生？引入汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎時(shí)是什么力提供向心力的呢?OmgNf一、車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎所需要的向心力來源:當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎的半徑一定時(shí),汽車的速度v越大,所需的向心力也越大,靜摩擦力也越大，汽車做圓周運(yùn)動(dòng)。供＝需勻速圓周運(yùn)動(dòng)供<需側(cè)滑當(dāng)所需要的向心力大于所提供的向心力（即最大靜摩擦力）時(shí)，汽車將發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象。OmgNf

賽道的設(shè)計(jì)思考：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)是在做圓周運(yùn)動(dòng)，什么力提供向心力？G外軌內(nèi)軌NF外軌對(duì)輪緣的彈力內(nèi)外軌道一樣高O

思考：靠這種辦法得到的向心力缺點(diǎn)是什么？如何解決這一實(shí)際問題？外軌高于內(nèi)軌在轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌θNGOF合θ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？軌道對(duì)輪緣無擠壓，此時(shí)火車的速度為多大？θ很小時(shí),sinθ≈tanθ若火車的速度大于或小于這個(gè)值時(shí)，軌道對(duì)輪緣有擠壓?jiǎn)幔?、當(dāng)1、當(dāng)：GNθ輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力，外軌易損壞。GNθFF輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力，內(nèi)軌易損壞。思考：為什么橋的外形都是凸起的而沒有凹陷的？這樣的設(shè)計(jì)跟向心力又有怎么樣的關(guān)系呢？二、豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)分析

可見汽車的速度越大對(duì)橋的壓力越小。

當(dāng)時(shí)汽車對(duì)橋的壓力為零。（臨界速度）

汽車脫離橋面，做平拋運(yùn)動(dòng)。

N＜mg，失重狀態(tài)

2.求汽車過凹形路段最低點(diǎn)時(shí)對(duì)路面的壓力？

可見汽車的速度v越大，對(duì)橋的壓力越大。

超重狀態(tài)若汽車通過凹橋的速度增大，會(huì)出現(xiàn)什么情況？

思考:過山車為什么在最高點(diǎn)也不會(huì)掉下來?討論物做近心運(yùn)動(dòng)①繩和內(nèi)軌模型理論研究mgNv軌道提供支持力,繩子提供拉力。

v②桿兒和雙軌模型能過最高點(diǎn)的臨界條件:

mgN桿既可以提供拉力,也可以提供支持力。N

向心力的“供求”關(guān)系——所需向心力與提供向心力；思考：如果所需向心力與提供向心力大小不相等時(shí)物體將如何運(yùn)動(dòng)？F合=mω2r，O物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)供=需三、生活中的離心運(yùn)動(dòng)OF合=mω2r，F(xiàn)合＜mω2r，F(xiàn)

合=0，1、定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合力突然消失，或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力時(shí)，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).2、條件：0≤F合＜mω2r供<需物體沿切線方向飛出遠(yuǎn)離圓心物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)離心拋擲離心脫水離心分離離心甩干3、離心現(xiàn)象的應(yīng)用：4、離心運(yùn)動(dòng)的防止OF靜v

高速轉(zhuǎn)動(dòng)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(shí)，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(yùn)動(dòng)會(huì)使它們破裂，釀成事故.OFv本課小結(jié)1.如圖所示,光滑的水平面上,小球m在拉力F作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),若小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)F突然發(fā)生變化,下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的說法正確的是(

)A.F突然消失,小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)B.F突然變小,小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運(yùn)動(dòng)C.F突然變大,小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運(yùn)動(dòng)D.F突然變小,小球?qū)⒀剀壽EPc逐漸靠近圓心解析:若F突然消失,小球所受合力突變?yōu)?,將沿切線方向勻速飛出,選項(xiàng)A正確。若F突然變小,不足以提供所需向心力,小球?qū)⒆鲋饾u遠(yuǎn)離圓心的離心運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤。若F突然變大,超過了所需向心力,小球?qū)⒆鲋饾u靠近圓心的近心運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)C錯(cuò)誤。當(dāng)堂檢測(cè)A2.鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R,內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h,L為兩軌間的距離,且L>h。如果列車轉(zhuǎn)彎速率大于,則(

)A.外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓B.鐵軌與輪緣間無擠壓C.內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓D.內(nèi)外側(cè)鐵軌與輪緣間均有擠壓A3.一輛運(yùn)輸西瓜的小汽車(可視為質(zhì)點(diǎn)),以大小為v的速度經(jīng)過一座半徑為R的拱形橋。在橋的最高點(diǎn),其中一個(gè)質(zhì)量為m的西瓜A(位置如圖所示)受到周圍的西瓜對(duì)它的作用力的大小為(

)C4.如圖所示,高速公路轉(zhuǎn)彎處彎道圓半徑R=250m,汽車輪胎與路面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.25。若路面是水平的,問汽