河北省淶水縣石亭中學(xué)物理(人教版)必修二：5.7生活中的圓周運動(共45張PPT)概要

1、5.7 5.7 生活中的圓周運動生活中的圓周運動知識回顧 物體做圓周運動時，受力有何共同點 物體要受到指向圓心的向心力 向心力的特點 方向：總是指向圓心 大?。簉vmFn2分析做圓周運動的物體受力情況OmgFNFfOmgFN提供向心力受力分析FfFN+mgFrvm2“供需供需”平衡平衡 物體做勻速圓周運動提供物體做勻速圓周運動的力物體做勻速圓周運動所需的力向心力公式的理解=從從“供供” “需需”兩方面兩方面研究做圓周運動的物體賽道的設(shè)計火車在水平軌道（內(nèi)外軌火車在水平軌道（內(nèi)外軌道一樣高）上轉(zhuǎn)彎時，所道一樣高）上轉(zhuǎn)彎時，所需的向心力由誰提供？需的向心力由誰提供？外軌外軌內(nèi)軌內(nèi)軌FNGoF火車轉(zhuǎn)

2、彎規(guī)定臨界速度火車轉(zhuǎn)彎規(guī)定臨界速度 tanRgv1、當(dāng)火車行駛速率、當(dāng)火車行駛速率 時，時，F(xiàn)=F向向，內(nèi)外軌道對輪緣都沒有壓力內(nèi)外軌道對輪緣都沒有壓力tanvRg3、當(dāng)火車行駛速率、當(dāng)火車行駛速率 時，時，F(xiàn)F向向， 道對輪緣有側(cè)壓力道對輪緣有側(cè)壓力tanvRg2、當(dāng)火車行駛速率、當(dāng)火車行駛速率 時，時，F(xiàn)F向向， 道對輪緣有側(cè)壓力道對輪緣有側(cè)壓力tanvRg 例題例題1 1：一輛汽車：一輛汽車m=2.0m=2.010103 3kgkg在水在水平公路上行駛，經(jīng)過半徑平公路上行駛，經(jīng)過半徑r=50mr=50m的彎的彎路時，如果車速度路時，如果車速度v=72km/hv=72km/h，這輛，這輛汽

3、車會不會發(fā)生側(cè)滑？汽車會不會發(fā)生側(cè)滑？（已知輪胎與（已知輪胎與路面間的最大靜摩擦力路面間的最大靜摩擦力f fm m= 1.4= 1.410104 4N N）1 1、拱（凸）形橋、拱（凸）形橋2 2、凹形橋、凹形橋3 3、平面橋、平面橋2NvFmg mR當(dāng)汽車速度多大時當(dāng)汽車速度多大時,N=0,N=0,此時汽此時汽車會如何運動車會如何運動? ?()0NvgRF臨界速度mgN隨隨V V的增大，的增大，F(xiàn)N如何變化？如何變化？當(dāng)當(dāng) 時，汽車離開拱形橋做平拋時，汽車離開拱形橋做平拋運動運動vgR你見過你見過凹形凹形的橋嗎？的橋嗎？紀(jì)念園里的鐵索橋22NNvFFmgmRvFmgmR合mgmgN N比較三

4、種橋面受力的情況比較三種橋面受力的情況2NvFGmr2NvFGmrFN =GGGGNNN例例2 2：質(zhì)量為：質(zhì)量為4000 kg4000 kg的汽車的汽車, ,通過半徑為通過半徑為40 m40 m的凸形橋頂?shù)耐剐螛蝽敹藭r端時, ,對橋頂?shù)膲毫φ脼榱銓蝽數(shù)膲毫φ脼榱? ,則汽車的速度大小為多少。則汽車的速度大小為多少。( (取取10 m/s10 m/s2 2) )例例3 3：如圖所示：如圖所示, ,汽車質(zhì)量為汽車質(zhì)量為1.51.510104 4 kg, kg,以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面面, ,橋面圓弧半徑都為橋面圓弧半徑都為1515, ,如果

5、橋面承受如果橋面承受的最大壓力不得超過的最大壓力不得超過2.02.010105 5 N.N.1.1.汽車允許的最大速率是多少汽車允許的最大速率是多少? ?2.2.汽車以此速率駛過橋面的最小壓力是汽車以此速率駛過橋面的最小壓力是 多少多少? ?（10 m/s10 m/s2 2）三三.航天器中的失重現(xiàn)象航天器中的失重現(xiàn)象1.1.航天員隨太空船一起做什么運動？航天員隨太空船一起做什么運動？2.2.宇航員處于什么狀態(tài)？為什么？宇航員處于什么狀態(tài)？為什么？請大家閱讀課本28面-思考與討論 說出你的想法G F= mv2/RF=mg mv2/R 當(dāng)當(dāng)v=v=gRFN =0 航天員處于完全失重狀態(tài)航天員處于完

6、全失重狀態(tài)把地球看做一個巨大的拱形橋，是什么力把地球看做一個巨大的拱形橋，是什么力提供給汽車做圓周運動運動的向心力提供給汽車做圓周運動運動的向心力？汽車內(nèi)的人和車的運動情況一樣，故也是失重狀態(tài)。汽車內(nèi)的人和車的運動情況一樣，故也是失重狀態(tài)。飛起的汽車猶如繞地球運轉(zhuǎn)的太空船，這就是航天器中的失重現(xiàn)飛起的汽車猶如繞地球運轉(zhuǎn)的太空船，這就是航天器中的失重現(xiàn)象是根本。象是根本。5.7 5.7 生活中的圓周運動生活中的圓周運動四、離心運動四、離心運動 做圓周運動物體一旦失去向心力作用，它會做圓周運動物體一旦失去向心力作用，它會怎樣運動？如果物體受的合力不足以提供向心力，怎樣運動？如果物體受的合力不足以提

7、供向心力，它會怎樣運動？它會怎樣運動？1、定義：當(dāng)向心力突然消失或指向圓心的合力不足時，當(dāng)向心力突然消失或指向圓心的合力不足時，物體做逐漸遠離圓心的運動，叫做離心運動。物體做逐漸遠離圓心的運動，叫做離心運動。離心運動的條件離心運動的條件：當(dāng)向心力消失或指向圓心的合力不足以提供向心力當(dāng)向心力消失或指向圓心的合力不足以提供向心力F mF m2 2r rF = 0F = 0 2 2、請舉例說明生活中，有哪、請舉例說明生活中，有哪些現(xiàn)象是由于離心運動而造成了些現(xiàn)象是由于離心運動而造成了危害？危害？ 1 1、 請舉例說明生活中，有哪請舉例說明生活中，有哪些現(xiàn)象應(yīng)用了離心運動？些現(xiàn)象應(yīng)用了離心運動？ 離心

8、運動的應(yīng)用用離心機把體溫用離心機把體溫計的水銀柱甩回計的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)玻璃泡內(nèi)制作棉花糖的原理：制作棉花糖的原理：內(nèi)筒與洗衣機的脫水筒相似，里內(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，較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細雪白，像一團團棉花。變得纖細雪白，像一團團棉花。砂輪轉(zhuǎn)速不能過快，防止砂輪做離心運動而瓦解?！肮薄靶琛笔欠衿胶鉀Q定物體做何種運動供提供物

9、體做圓周運動的力需物體做勻速圓周運動所需的力F=rvm2勻速圓周運動Frvm2向心運動向心、圓周、離心運動C、作勻速圓周運動的物體，它自己會產(chǎn)生一作勻速圓周運動的物體，它自己會產(chǎn)生一個向心力，維持其作圓周運動個向心力，維持其作圓周運動A、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消失時，將沿圓周半徑方向離開圓心失時，將沿圓周半徑方向離開圓心B、作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消作勻速圓周運動的物體，在所受合外力突然消失時，將沿圓周切線方向離開圓心失時，將沿圓周切線方向離開圓心D、作離心運動的物體，是因為受到離心力作用、作離心運動的物體，是因為受到離心

10、力作用的緣故的緣故1、下列說法正確的是、下列說法正確的是 ( )B 、為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時、為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時出現(xiàn)出現(xiàn)“打滑打滑”的現(xiàn)象，可以：的現(xiàn)象，可以：( ) a、增大汽車轉(zhuǎn)彎時的速度、增大汽車轉(zhuǎn)彎時的速度 b、減小汽車轉(zhuǎn)彎時的速度、減小汽車轉(zhuǎn)彎時的速度 c、增大汽車與路面間的摩擦、增大汽車與路面間的摩擦 d、減小汽車與路面間的摩擦、減小汽車與路面間的摩擦 A、a、b B、a、c C、b、d D、b、cD3、下列說法中錯誤的有：（、下列說法中錯誤的有：（ ）A、提高洗衣機脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干、提高洗衣機脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干B、轉(zhuǎn)動帶有雨水的雨

11、傘，水滴將沿圓周半徑方向離開圓心、轉(zhuǎn)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(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等不能超過、為了防止發(fā)生事故，高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等不能超過允許的最大轉(zhuǎn)速允許的最大轉(zhuǎn)速D、離心水泵利用了離心運動的原理、離心水泵利用了離心運動的原理B 思考：司機開著汽車在一寬闊的馬路上勻速行思考：司機開著汽車在一寬闊的馬路上勻速行駛，突然發(fā)現(xiàn)前方有一堵墻，他是剎車好還是轉(zhuǎn)駛，突然發(fā)現(xiàn)前方有一堵墻，他是剎車好還是轉(zhuǎn)彎好呢彎好呢？（設(shè)轉(zhuǎn)彎時汽車作勻速圓周運動，最大靜摩擦？（設(shè)轉(zhuǎn)彎時汽車作勻速圓周運動，最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等）力與滑動摩擦力相等）分析：設(shè)汽車原來的速度

12、為分析：設(shè)汽車原來的速度為v，汽車與地面的，汽車與地面的摩擦因數(shù)為摩擦因數(shù)為，汽車的質(zhì)量為，汽車的質(zhì)量為m，剎車時：mg=ma，則a=g，向前滑行的距離為：向前滑行的距離為： s=v2/2a=v2/2g，轉(zhuǎn)彎時：轉(zhuǎn)彎時：mg=mv2/R，得：，得：R=v2/g因因sR，故剎車比轉(zhuǎn)彎好，故剎車比轉(zhuǎn)彎好5.汽車與路面的動摩擦因數(shù)為汽車與路面的動摩擦因數(shù)為m ，公路某，公路某轉(zhuǎn)彎處半徑為轉(zhuǎn)彎處半徑為R（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力），問：摩擦力），問：（1）若路面水平，汽車轉(zhuǎn)彎不發(fā)生側(cè)滑，）若路面水平，汽車轉(zhuǎn)彎不發(fā)生側(cè)滑，汽車速度不能超過多少？汽車速度不能超過多少？（2）若將公

13、路轉(zhuǎn)彎處路面設(shè)計成外側(cè)高、內(nèi)側(cè)）若將公路轉(zhuǎn)彎處路面設(shè)計成外側(cè)高、內(nèi)側(cè)低，使路面與水平面有一傾角低，使路面與水平面有一傾角a ，汽車以多大，汽車以多大速度轉(zhuǎn)彎使，可以使車與路面間無摩擦力？速度轉(zhuǎn)彎使，可以使車與路面間無摩擦力？vgrtanvgr5.7 5.7 生活中的圓周運動生活中的圓周運動BACDA(1)v(),0NRgF當(dāng)臨 界速 度 時2(2)v,0,NNRgFvFmmgR當(dāng)時vgR（3）當(dāng)）當(dāng) 時，物時，物體離開圓軌道做曲線運動體離開圓軌道做曲線運動例、質(zhì)量為例、質(zhì)量為1kg1kg的小球沿半徑為的小球沿半徑為20cm20cm的圓環(huán)的圓環(huán)在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖所示，求在豎直平面內(nèi)做圓

14、周運動，如圖所示，求（1 1）小球在圓環(huán)的最高點）小球在圓環(huán)的最高點A A不掉下來的最不掉下來的最小速度是多少？此時小球的向心加速度是小速度是多少？此時小球的向心加速度是多少？多少？（2 2）若小球仍用以上的速度經(jīng)過圓環(huán)的最）若小球仍用以上的速度經(jīng)過圓環(huán)的最低點低點B B，它對圓環(huán)的壓力是多少？此時小球，它對圓環(huán)的壓力是多少？此時小球的向心加速度是多少？的向心加速度是多少？ABATmgTmgLvmTmg2 最高點：最高點：過最高點的最小速度是多大過最高點的最小速度是多大? ?gLv0 mgLvmTvv20 時時，當(dāng)當(dāng)線運動時，物體離開圓面做曲當(dāng)0vv O例、用細繩栓著質(zhì)量為例、用細繩栓著質(zhì)量為

15、m m的物體的物體, ,在豎直在豎直平面內(nèi)做圓周運動平面內(nèi)做圓周運動, ,則下列說法正確的是則下列說法正確的是: :A.A.小球過最高點時小球過最高點時, ,繩子的張力可以為零繩子的張力可以為零B.B.小球過最高點時的最小速度為零小球過最高點時的最小速度為零C.C.小球剛好過最高點是的速度是小球剛好過最高點是的速度是D.D.小球過最高點時小球過最高點時, ,繩子對小球的作用力可以與球所繩子對小球的作用力可以與球所受的重力方向相反受的重力方向相反gRTmgO 例、如圖所示例、如圖所示, ,一質(zhì)量為一質(zhì)量為m m的小的小球用長為球用長為L L的細繩懸于的細繩懸于O O點點, ,使之在使之在豎直平面

16、內(nèi)做圓周運動豎直平面內(nèi)做圓周運動, ,小球通過小球通過最低點時速率為最低點時速率為v,v,則小球在最低則小球在最低點時細繩的張力大小為多少點時細繩的張力大小為多少? ?O過最高點的最小過最高點的最小速度是多大速度是多大? ?例、用一輕桿栓著質(zhì)量為例、用一輕桿栓著質(zhì)量為m m的物體的物體, ,在豎在豎直平面內(nèi)做圓周運動直平面內(nèi)做圓周運動, ,則下列說法正確的則下列說法正確的是是: :A.A.小球過最高點時小球過最高點時, ,桿子的張力可以為零桿子的張力可以為零B.B.小球過最高點時的最小速度為零小球過最高點時的最小速度為零C.C.小球剛好過最高點是的速度是小球剛好過最高點是的速度是D.D.小球過最高點時小球過最高點時, ,桿子對小球的作用力桿子對小球的作用力可以與球所受的重力方向相反可以與球所受的重力方向相反gRR R例、長為例、長為0.6m0.6m的輕桿的輕桿OA(OA(不計質(zhì)量不計質(zhì)量),A),A端插個質(zhì)量為端插個質(zhì)量為2.0kg2.0kg的