高一物理必修二第五章第八節(jié)生活中的圓周運動課件_第1頁
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文檔簡介

1、,第八節(jié) 生活中的圓周運動,知識回顧,1、物體做勻速圓周運動時,所受合力有何共同點? 物體所受的合力指向圓心,合力完全提供向心力, Fn= F合 2、向心力的特點: 方向: 大?。?總是指向圓心,思考:過山車為什么在最高點也不會掉下來?,過山車,圓周運動的實例,火車轉(zhuǎn)彎,一、水平方向圓周運動(轉(zhuǎn)彎問題),1、內(nèi)外軌道一樣高時:,2、當外軌略高于內(nèi)軌時:,思考:此時是什么力提供向心力?缺點是什么?可以怎樣處理?,FN,h,F,L,如圖所示,已知 h , L,轉(zhuǎn)彎半徑R,車輪對內(nèi)外軌都無壓力,質(zhì)量為m的火車運行的速率應(yīng)該多大?,火車拐彎應(yīng)以規(guī)定速度行駛,例1,研究與討論,3、當火車以規(guī)定的速度行駛

2、時和以較快或較慢的速度轉(zhuǎn)彎時向心力分別由誰提供?,外側(cè),內(nèi)側(cè),較快時: 還受到 外側(cè)軌道對輪的彈力,較慢時: 還受到 內(nèi)側(cè)軌道對輪的彈力,4、若火車車輪無輪緣,火車速度過大或過小時將向哪側(cè)運動?,過大時:火車向外側(cè)運動 過小時:火車向內(nèi)側(cè)運動,以規(guī)定速度時: 豎直向下的重力 mg 垂直軌道面的支持力FN,練習(xí)1 火車以半徑R= 900 m轉(zhuǎn)彎,火車質(zhì)量為8105kg ,速度為30m/s,火車軌距 l =1.4 m,要使火車通過彎道時僅受重力與軌道的支持力,軌道應(yīng)該墊的高度 h? (較小時tan=sin),由力的關(guān)系得:,由向心力公式得:,由幾何關(guān)系得:,解:,=0.14m,二、豎直平面內(nèi)的圓周

3、運動,汽車過拱橋 例2、質(zhì)量為 m 的汽車以恒定的速率 v 通過半徑為 r 的拱橋,如圖所示,求汽車在橋頂時對路面的壓力是多大?,解:汽車通過橋頂時,受力情況如圖:,h,O,r,由牛頓第二定律:,由牛頓第三定律:,當汽車通過橋頂時的速度逐漸增大時 FN 和 FN 會怎樣變化?此時汽車是超重還是失重?,練習(xí)2 、如圖,已知汽車的質(zhì)量是5t,當汽車通過半徑是50m的拱橋頂點的速度為10m/s時,車對橋頂?shù)膲毫κ嵌嗌伲?你見過凹形的橋嗎?,瀘定橋,例3、汽車以恒定的速率v通過半徑為r的凹x形橋面,如圖所示,求汽車在最低點時對橋面的壓力是多大?,解:汽車通過底部時,受力情況如圖:,h,由牛頓第二定律:

4、,當汽車通過橋底時的速度逐漸增大時 FN 和 FN 會怎樣變化?此時汽車是超重還是失重?,由牛頓第三定律:,練習(xí)3、一個滑雪者連同他的滑雪板質(zhì)量共70kg,他滑到凹形坡底時的速度是20m/s,坡底的圓弧半徑是50m, 試計算在坡底時雪地對滑雪板的支持力。(g取10 m/s2),總結(jié):,當物體做勻速圓周運動時“供”“需”平衡,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,三、航天器中的失重現(xiàn)象,航天器中的物體的向心力由物體的重力 mg 和航天器的支撐力提供,即,也就是,1、v = 時, = 0,航天員(或物體)對航天器無壓力,即航天員處于_狀態(tài),FN,完全失重,2、任何關(guān)閉了發(fā)動機又不受阻力的飛行器的內(nèi)部,都是一個 的環(huán)境,完全失重,四、離心運動,“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,F=,F,離心運動的應(yīng)用1: 洗衣機(危險,切勿模仿),離心運動的應(yīng)用2:離心沉淀器,汽車轉(zhuǎn)彎過快翻倒!,思考:汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎是什么力提供向心力的呢?,汽車轉(zhuǎn)彎,賽道的設(shè)計,水流星,練習(xí)4雜技演員在做水流星表演時,用繩系著裝有水的水桶,在豎直平面內(nèi)做圓周運動

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