高中物理生活中的圓周運動(3課時)精品PPT課件

1、生活中的圓周運動學習基礎做圓周運動的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?。鹤钪匾猺mgF靜FNOOFTmgF合Madeby LivenmgFNrF靜圓錐擺轉(zhuǎn)盤滾筒經(jīng)典模型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+mg思考：在平直軌道上勻速行駛的火車，火車受幾個力作用？這幾個力的關系如何？那火車轉(zhuǎn)彎時情況會有何不同呢？火車轉(zhuǎn)彎時是在做圓周運動，那么是什么力提供向心力？實例一、鐵路的彎道一、水平面內(nèi)的圓周運動火車車輪的構造火車車輪有突出的輪緣FNFG鐵路的彎道(1)內(nèi)外軌道一樣高時轉(zhuǎn)彎火車車輪受三個力：重力、支持力、外軌對輪緣的彈力.外

2、軌對輪緣的彈力F提供向心力F=F向 該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的, 由于火車質(zhì)量很大,故輪緣和外軌間的相互作用力很大,易損壞鐵軌.怎么辦?外軌略高于內(nèi)軌GFNF合火車轉(zhuǎn)彎規(guī)定臨界速度:解析：重力G與支持力FN的合力F合是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力(2) 外軌高內(nèi)軌低時轉(zhuǎn)彎鐵路的彎道鐵路的彎道 外軌略高于內(nèi)軌時轉(zhuǎn)彎h、r越大,火車轉(zhuǎn)彎越安全GFnNhL此為火車轉(zhuǎn)彎時的安全速度r思考:(1)如果v行駛v安全,情況如何?(2)如果v行駛v0時：當vmFmF=0“供”“需”是否平衡決定物體做何種運動供提供物體做圓周運動的力需物體做勻速圓周運動所需的力向心、圓周、離心運動“供”“需”是否平衡決定物體做何種運

3、動供提供物體做圓周運動的力需物體做勻速圓周運動所需的力F=勻速圓周運動F向心運動離心拋擲離心脫水離心分離離心甩干1、離心運動的應用列車速度過快，造成翻車事故OF靜vOFv1）汽車、火車轉(zhuǎn)彎時速度太快會離心運動而翻車，防止辦法：減速、路面（軌道）筑成外高內(nèi)低的斜坡。2）轉(zhuǎn)動的砂輪和飛輪限速度2離心運動的防止一、鐵路的彎道 1討論向心力的來源。 2外軌高于內(nèi)軌時重力與支持力的合力是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力。 3討論：為什么轉(zhuǎn)彎處的半徑和火車運行速度有條件限制?二、拱形橋1思考：汽車過拱形橋時，對橋面的壓力與重力誰大?2圓周運動中的超重、失重情況。三、航天器中的失重現(xiàn)象四、離心運動1離心現(xiàn)象的分析與討論。

4、2離心運動的應用和防止。 通過本節(jié)課的學習我們知道：小結：學法指導：向心力公式的再理解F“供需”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=從“供” “需”兩方面研究做圓周運動的物體學法指導：研究圓周運動的要點從“供”“需”兩方面來進行研究“供”分析物體受力，求沿半徑方向的合外力“需”確定物體軌道，定圓心、找半徑、用公式，求出所需向心力“供”“需”平衡做圓周運動“供”“需”不平衡做離心運動或向心運動1.在水平鐵路轉(zhuǎn)彎處,往往使外軌略高于內(nèi)軌,這是為了( )A.減輕火車輪子擠壓外軌B.減輕火車輪子擠壓內(nèi)軌C.使火車車身傾斜，利用重力和支持力的合力提供轉(zhuǎn)彎所需向心

5、力D.限制火車向外脫軌鐵路的彎道ACD鐵路的彎道2.若火車按鐵路規(guī)定速率轉(zhuǎn)彎時,內(nèi)、外軌對車輪皆無側向壓力,則下列說法中正確的是（ ）A.當火車以小于規(guī)定速率轉(zhuǎn)彎時,僅內(nèi)軌對車輪有側壓力 B.當火車以大于規(guī)定速率轉(zhuǎn)彎時,僅外軌對車輪有側壓力C.當火車以大于規(guī)定速率轉(zhuǎn)彎時,內(nèi)軌對車輪有側壓力 D.當火車以小于規(guī)定速率轉(zhuǎn)彎時,外軌對車輪無側壓力ABD3.在高速公路的拐彎處,路面造的外高內(nèi)低,設車向右拐彎時,司機左側路面比右側要高一些,路面與水平面間的夾角為.設拐彎路段是半徑為R的圓弧,要使車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進方向）摩擦力等于零,車速應等于_。（已知重力加速度為g） 拓展部分豎直平面內(nèi)

6、的圓周運動1、桿模型2、繩模型、軌道模型3、連接體問題4、臨界問題引入：桿長為L，球的質(zhì)量為m，桿連球在豎直平面內(nèi)繞軸O自由轉(zhuǎn)動，已知在最高點處，桿對球的彈力大小為F=1/2mg，求這時小球的即時速度大小。解：小球所需向心力向下，本題中 F=1/2mgmg，所以彈力的方向可能向上，也可能向下。若F 向上，則若F 向下，則？v 1、桿模型：能過最高點的臨界條件：當速度V 時, 桿兒對小球是拉力.當速度V 時, 桿兒對小球是支持力.當速度V= 時, 桿兒對小球無作用力.mgFNF討論：物做近心運動 2、繩（和內(nèi)軌）模型：mgFNv(1)如圖所示，光滑圓盤中心有一個小孔，用細繩穿過小孔，兩端各系一小

7、球A 、B，A、 B等質(zhì)量，盤上的小球A做半徑為r=20cm的勻速圓周運動，要保持B球靜止，A球的角速度多大？=？FmgF解：隔離A，據(jù) 牛二律 F= m2r 隔離B， F = mg 聯(lián)立解得=(rad/s)r=0.23、連接體問題(2)細繩一段系一質(zhì)量為M=0.6千克的物體,靜止在水平面上,另一端通過光滑小孔吊著質(zhì)量m=0.3千克的物體,M的中心距圓孔0.2米,已知M與水平面間的最大靜摩擦力是2牛,現(xiàn)使此平面繞中心軸線轉(zhuǎn)動,問在什么范圍內(nèi)m會處于靜止狀態(tài)。 =？FmgF解：研究A即將向圓心滑動狀態(tài)，據(jù)牛二律 F= 隔離B， F = mg r=0.2Mga1Nf聯(lián)得研究A即將背離圓心滑動狀態(tài)，

8、據(jù)牛二律=？FFMgaNfmg F= 隔離B， F = mg 聯(lián)得MM3、輕桿長L=1m,其兩端各連接質(zhì)量為1kg的小球，桿可繞距B端0.2m處的軸o在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，輕桿由水平靜止轉(zhuǎn)至豎直方向，A球在最低點時的速度大小為4m/s，求此時B球?qū)U的作用力。oABBAVA=4VBrA=0.8rB=0.2mgFBB在最高點時，據(jù)牛二律 mg+FB= m2rB解 AB在同一個物體上同一時刻相同 在B通過最高點時FB= m2rB mg= 1520.2 110=-5牛由題意，OB桿對B球作用力方向向上據(jù)牛三律 ，B球?qū)B桿作用力向下，大小為5N= （1）、如圖所示，質(zhì)量為m的A、 B兩個物體，用細繩懸著，跨過固定在圓盤中央光滑的定滑輪，物體A據(jù)轉(zhuǎn)盤中心R,與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦因數(shù)為（1），為使A相對于轉(zhuǎn)盤靜止，則轉(zhuǎn)盤的角速度取值范圍多大？FmgF4、臨界問題：利用程序法判定未知的臨界狀態(tài)1=？2=？f問：若盤不轉(zhuǎn)即=0物體A能否相對于盤靜止？FmgFfmgFFmgFFfAOB