生活中的圓周運動——水平面

1、圓錐擺GFNF合r向心力由拉力向心力由拉力FN和重力和重力G的的合力提供。合力提供。Fn幾個典型的圓周運動 玻璃球沿漏斗壁做勻速圓周運動幾個典型的圓周運動GFNFn 物體相對轉盤靜止，隨盤做勻速圓周運動GFNfFn=F合=f幾個典型的圓周運動生活中的圓周運動生活中的圓周運動 火車轉彎火車轉彎火車轉彎火車轉彎火車車輪的結構特點：火車車輪的結構特點： 外軌外輪內輪內軌內軌火車車輪的結構特點：火車車輪的結構特點： 火車轉彎火車轉彎向左轉向左轉NGF（1） 火車轉彎處內外軌無高度差火車轉彎處內外軌無高度差外軌對輪緣的彈力外軌對輪緣的彈力F就是使火車轉彎就是使火車轉彎的向心力的向心力根據(jù)根據(jù)Fn=m 可

2、知可知RV2火車質量很大火車質量很大外軌對輪緣的彈力很大外軌對輪緣的彈力很大外軌和外輪之間的磨損大，外軌和外輪之間的磨損大， 鐵軌容易受到損壞鐵軌容易受到損壞（2 ）轉彎處外軌高于內軌）轉彎處外軌高于內軌F合合=mg tan = m RV2V= Rg tanV Rg tanV Rg tan外軌對外輪緣有彈力外軌對外輪緣有彈力內軌對內輪緣有彈力內軌對內輪緣有彈力NGF圓錐擺GFN向心力由拉力向心力由拉力FN和重力和重力G的的合力提供。合力提供。FnNGFFn=mg tan 在水平鐵路轉彎處，往往使外軌在水平鐵路轉彎處，往往使外軌略高于內軌，這是為了略高于內軌，這是為了( )A減輕火車輪子擠壓外軌

3、減輕火車輪子擠壓外軌B減輕火車輪子擠壓內軌減輕火車輪子擠壓內軌C使火車車身傾斜，利用重力使火車車身傾斜，利用重力 和支持力的合力提供轉彎所需向和支持力的合力提供轉彎所需向心力心力D限制火車向外脫軌限制火車向外脫軌ACD 設內外軌間的距離為設內外軌間的距離為L，內外軌的高度，內外軌的高度差為差為h，火車轉彎的半徑為，火車轉彎的半徑為R，求火車，求火車轉彎的規(guī)定速度轉彎的規(guī)定速度v0（h L）。）。F合=mgtanmgsin=mgh/L由牛頓第二定律得：F合=man 所以mgh/L=m即火車轉彎的規(guī)定速度v0=Rv20LRgh(LH設車軌間距為設車軌間距為L，兩軌間高，兩軌間高度差為度差為H，轉彎

4、半徑為，轉彎半徑為R，質量為質量為M的火車運行。的火車運行。據(jù)三角形邊角關系：據(jù)三角形邊角關系：LHsin對火車受力情況分析：對火車受力情況分析：重力和支持力的合力重力和支持力的合力提供向心力，對內外提供向心力，對內外軌都無壓力軌都無壓力(LHMgFtan又因為又因為很小所以很小所以tansin綜合有綜合有MgFLH故故MgLHF 又又RvMF2所以所以LgHRv實際中，鐵軌修好后實際中，鐵軌修好后H、R、L定，又定，又g給定值，所給定值，所以火車拐彎時的車速為一定值。以火車拐彎時的車速為一定值。實際中，鐵軌修好以后實際中，鐵軌修好以后h、R、L確定，確定，g又又為定值，所以火車轉彎時的車速為

5、一定值。為定值，所以火車轉彎時的車速為一定值。LghR2、當火車行駛速率、當火車行駛速率 時，時，F(xiàn)F向向，外，外軌道對輪緣有側壓力軌道對輪緣有側壓力LghR3、當火車行駛速率、當火車行駛速率 時，時，F(xiàn)F向向，內，內軌道對輪緣有側壓力軌道對輪緣有側壓力1、當火車行駛速率、當火車行駛速率 時，時，F(xiàn)=F向向，內，內外軌道對輪緣都沒有壓力外軌道對輪緣都沒有壓力LghR1、當火車行駛速率、當火車行駛速率 時，時，F(xiàn)=F向向，內，內外軌道對輪緣都沒有壓力外軌道對輪緣都沒有壓力思考 在賽車場的拐彎處在賽車場的拐彎處，路面路面造得外高內低是什么原因？造得外高內低是什么原因？ 做勻速圓周運動的物體，在所受

6、合力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動。這種運動叫做離心運動。離心運動1、離心運動：2、物體作離心運動的條件：20mrFF合合或離心運動的特點離心運動的特點 ：（1）做圓周運動的質點，當F合=0時，它就以這一時刻的線速度沿切線方向飛去（2）當F合F向時做半徑越來越大的運動，它不是沿半徑方向飛出（3）做離心運動的質點不存在所謂的“離心力”作用，因為沒有任何物體提供這種力 （4）離心運動的本質是由于慣性離心運動 的應用1、離心干燥器的金屬網(wǎng)籠利用離心運動把附著在物體上的水分甩掉的裝置解釋：oFmr2F 當網(wǎng)籠轉得比較慢時，當網(wǎng)籠轉得比較慢時，水滴跟物體的附

7、著力水滴跟物體的附著力F F 足以足以提供所需的向心力提供所需的向心力F F 使水滴使水滴做圓周運動。當網(wǎng)籠轉得比做圓周運動。當網(wǎng)籠轉得比較快時，附著力較快時，附著力 F F 不足以提不足以提供所需的向心力供所需的向心力 F F，于是水，于是水滴做離心運動，穿過網(wǎng)孔，滴做離心運動，穿過網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面。飛到網(wǎng)籠外面。 2、洗衣機的脫水筒、洗衣機的脫水筒4、制作、制作“棉花棉花”糖的原理：糖的原理： 內筒與洗衣機的脫水筒相內筒與洗衣機的脫水筒相似，里面加入白砂糖，加熱使似，里面加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁。內筒高速旋轉，糖熔化成糖汁。內筒高速旋轉，黏稠的糖汁就做離心運動，從黏稠的糖汁就做離心

8、運動，從內筒壁的小孔飛散出去，成為內筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀到達溫度較低的外筒，并絲狀到達溫度較低的外筒，并迅速冷卻凝固，變得纖細雪白，迅速冷卻凝固，變得纖細雪白，像一團團棉花。像一團團棉花。要使原來作圓周運動的物體作離心運動，該怎么辦？要使原來作圓周運動的物體作離心運動，該怎么辦？問題一：A、提高轉速，使所需向心力增大到大于物體所受合外力。、提高轉速，使所需向心力增大到大于物體所受合外力。B、減小合外力、減小合外力離心運動的防止：1、在水平公路上行駛的汽車轉彎、在水平公路上行駛的汽車轉彎F mr2F汽車 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

9、速度過大，所需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax，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。2、高速轉動的砂輪、飛輪等,不得超過允許的最大轉速。問題二：要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？要防止離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？A、減小物體運動的速度，使物體作圓周運動、減小物體運動的速度，使物體作圓周運動時所需的向心力減小時所需的向心力減小B、增大合外力，使其達到物體作圓周運動時、增大合外力，使其達到物體作圓周運動時所需的向心力所需的向心力C、作勻速圓周運動的物體，它自己會產生一個、作勻速圓周運動的物體，它自己會產生一個向心力，維持其作圓周運動向心力，維持其作圓周運動A、

10、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、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消失時，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 ( )鞏固練習：鞏固練習：B 、為了防止汽車在水平路面上轉彎時出現(xiàn)、為了防止汽車在水平路面上轉彎時出現(xiàn)“打滑打滑”的現(xiàn)象，可以：的現(xiàn)象，可以：( ) a、增大汽車轉彎時的速度、增

11、大汽車轉彎時的速度 b、減小汽車轉彎時的速度、減小汽車轉彎時的速度 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、c3、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速，可以使衣服甩得更干、提高洗衣機脫水筒的轉速，可以使衣服甩得更干B、轉動帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開圓心、轉動帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開圓心C、為了防止發(fā)生事故，高速轉動的砂輪、飛輪等不能超過、為了防止發(fā)生事故，高速轉動的砂輪、飛輪等不能超過允許的最大轉速允許的最大轉速D、離

12、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DB例、如圖所示，把兩個完全例、如圖所示，把兩個完全相同的甲、乙兩物體放在水相同的甲、乙兩物體放在水平轉盤上，甲離轉盤中心近平轉盤上，甲離轉盤中心近些，當逐漸增大轉盤的轉速些，當逐漸增大轉盤的轉速時，哪個先滑離原來的位置？時，哪個先滑離原來的位置？為什么？為什么？圖甲 乙【解析】物體能否發(fā)生相對滑動，在于物體所需【解析】物體能否發(fā)生相對滑動，在于物體所需要的向心力是否達到了轉臺和物體之間的最大靜要的向心力是否達到了轉臺和物體之間的最大靜摩擦力，超過了就會發(fā)生相對滑動。摩擦力，超過了就會發(fā)生相對滑動。 生活中有很多運動都可以看作圓周運生活中有很多運動都可以看作圓周運動，解決這類問題的關鍵就是動，解決這類問題的關鍵就是（1）明確對象，找出圓周平面，確定圓心和半徑；）明確對象，找出圓周平面，確定圓心和