高中物理_必修2_57《生活中的圆周运动》(上课版)_新人教版详解.ppt

课堂练习 1、质量 m=100t的火车在轨道上行驶,火车内外轨连线与水平面夹角为370 ，弯道半径R=30m。 （南）(1)当火车的速度v1=10m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何? （中）(2)当火车的速度v2=15m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何? （北）(3)当火车的速度v3=20m/s时,轨道何处受侧压力?方向如何? 课堂练习 2、一辆质量 m=2.0t的小轿车，驶过半径R=100m的一段圆弧形桥面。 （南）(1)若桥面为凹形，汽车以20m/s通过桥面最低点时，对桥面的压力是多大？ （中）(2)若桥面为凸形，汽车以10m/s通过桥面最高点时，对桥面的压力是多大？ （北）(3)汽车以多大速度凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？ 　　地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？…… 思考与讨论 该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中． 由 可以解出,当 时座舱对人的支持力F支=0，人处于失重状态 请大家阅读课本28页---思考与讨论 说出你的想法 汽车速度增大 v 思维拓展 分析 假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动,速率为V，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力．试求座舱对宇航员的支持力．通过求解你可以得出什么结论? 三、航天器中的失重现象 航天器中的人随航天器一起做匀速圆周运动，其向心力是由重力提供的，此时重力完全用来提供向心力，不对其他物体产生压力，即里面的人和物处于完全失重状态。 任何一个关闭了发动机，又不受阻力的飞行器内部，都是一个完全失重的环境 航天器中的失重现象： 1、特点：物体对支承面或悬挂物的作用力为0，处于完全失重状态。 2、原因：中心天体（如地球）对航天器的引力全部提供向心力 一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，距地面一二百千米时，它的轨道半径近似等于地球半径，航天员受到地球引力近似等于重力 船舱对航天员的支持力为零，航天员 处于失重状态。 F = r v m 2 提供物体做圆周运动的向心力 物体做圆周运动所需要的向心力 当 “供”“需”平衡时，物体做圆周运动 想一想：当 “供”“需”不平衡时，物体将如何运动呢？ 观察 1、定义： 当向心力突然消失或者指向圆心的合力不足时，物体做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。 实例 四、离心运动 做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。 4.离心运动 1、离心运动： 2、物体作离心运动的条件： 做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向. 小结 当F=mω2r时，物体做匀速圆周运动 当F= 0时，物体沿切线方向飞出 当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心 当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心 1、离心运动的防止： 1、在水平公路上行驶的汽车转弯时 υ F m υ r 2 F 汽车 在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。 N mg f 若车速为v 需要的向心力F向=mv2/r 能够提供的向心力为f f F向,离心运动 f =F向, 圆周运动 1、汽车在平直轨道上： 离心抛掷 离心脱水 离心分离 离心甩干 2、离心运动的应用与防止 离心运动的应用 离心运动的应用 离心运动的应用 1、离心干燥器的金属网笼 利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置 解释： o Fmrω 2 F ν 当网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F足以提供所需的向心力F使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，附着力F不足以提供所需的向心力F， 于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。 用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内 制作棉花糖的原理：内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状到达温度较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。 O 离心运动的防止 F静 v O F v 1、以下属于离心现象应用的是：（ ） A、水平抛出去的物体，做平抛运动 B、链球运动员加速旋