6.5一般曲線運動和離心運動高一物理（人教版2019）

大單元教學必修二第六章圓周運動任務四：變速圓周運動、一般曲線運動和離心運動

多姿多彩的生活不會拘泥于形式，我們的生活中圓周運動雖多，但勻速的并不多；我們的生活中圓周運動隨處可見，但普通曲線運動更多。我們能用我們現有的知識研究他們嗎？變速圓周運動和一般曲線運動的受力特點壹運動員拋出鏈球的過程中，使鏈球越轉越快，在鏈球速度比較大的時候，拋出鏈球，使鏈球運動的更遠。這個過程中鏈球做變速圓周運動。想一想：做變速圓周運動的物體，其受力情況如何呢？變速圓周運動勻速圓周運動所受的合力提供向心力，方向始終指向圓心；如果一個沿圓周運動的物體所受的合力不指向圓心，還能做勻速圓周運動嗎？當沿圓周運動的物體所受的合力不指向圓心時，物體做變速圓周運動。OOFn

F合vFn

vF合速度增大的圓周運動速度減小的圓周運動向心分力Fn

，產生向心加速度an，只改變線速度的方向。切向分力Fτ，產生切向加速度aτ，改變線速度的大小。物體做變速圓周運動時：當合外力與速度夾銳角時，物體線速度增加

當合外力與速度夾鈍角時，物體線速度減小

物體做變速圓周運動的受力條件：當做圓周運動的物體所受合力不指向圓心時，物體做變速圓周運動。變速圓周運動的規(guī)律03運動軌跡既不是直線也不是圓周的曲線運動，可以稱為一般曲線運動。r1r2研究方法：把一般曲線分割為許多極短的小段，每一段都可以看作一小段圓弧。這些圓弧的彎曲程度不一樣，表明它們具有不同的曲率半徑。在分析質點經過曲線上某位置的運動時可以采用圓周運動的分析方法進行處理。一般的曲線運動041.從向心力的來源看勻速圓周運動：合外力全部用來提供向心力變速圓周運動：合外力部分用來提供向心力2.從加速度的角度看僅有向心加速度的圓周運動是勻速圓周運動同時具有向心加速度和切向加速度的圓周運動是變速圓周運動變速圓周運動與勻速圓周運動的對比05問題思考：汽車在如圖所示的道路上行駛，如果從速度計讀出了汽車運動的速度，為了計算汽車的向心力，還需要知道什么物理量？變速圓周運動的應用06離心運動貳問題1.分析下面視頻中運動產生的原因（條件）？F合＜mω2r，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.OF合=mω2r，F

合=0，物體沿切線方向飛出遠離圓心物體做勻速圓周運動物體做逐漸遠離圓心的運動2.條件：0≤F合＜mω2rF

=F

<F

>勻速圓周運動離心運動向心運動問題2.離心運動在生活中應用在哪些地方？離心拋擲離心脫水離心分離離心甩干問題3.離心運動在生活中的哪些地方有害，我們怎樣防止？OF靜v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課堂小結1．從向心力的來源看變速圓周運動。2．從加速度的角度看變速圓周運動3．微元方法處理一般曲線運動變速圓周運動和離心運動變速圓周運動和一般曲線運動1．離心現象的分析與討論．2．離心運動的應用和防止．離心運動1.(一般曲線運動)一般的曲線運動可以分成很多小段，每小段都可以看成圓周運動的一部分，即把整條曲線用一系列不同半徑的小圓弧來代替。如圖（a）所示，曲線上的A點的曲率圓定義為:通過A點和曲線上緊鄰A點兩側的兩點作一圓，在極限情況下，這個圓就叫做A點的曲率圓，其半徑ρ叫做A點的曲率半徑?，F將一物體沿與水平面成α角的方向以速度v0拋出，如圖（b）所示。則在其軌跡最高點處的曲率半徑是（

）A．

B．C．

D．【參考答案】C課堂練習課堂練習2.(離心現象)下列事例利用了離心現象的是(

)答案:D課堂練習解析:自行車賽道傾斜,應用了支持力與重力的合力提供向心力,防止產生離心運動,故A錯誤。因為Fn=m

,所以速度越快所需的向心力就越大,汽車轉彎時要限制速度,來減小汽車所需的向心力,防止離心運動,故B錯誤。汽車上坡前加速,與離心運動無關,故C錯誤。拖把利用旋轉脫水,就是利用了離心運動,故D正確。課堂練習3.(變速圓周運動)如圖所示，置于圓形水平轉臺邊緣的小物塊隨轉臺加速轉動，當轉速達到某一數值時，物塊恰好滑離轉臺開始做平拋運動。現測得轉臺半徑R＝0.5m，離水平地面的高度H＝0.8m，物塊平拋落地過程水平位移的大小s＝0.4m。設物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g＝10m/s2。