高一物理必修二第五章第八節(jié)生活中的圓周運動課件

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