生活中的圆周运动(新人教版必修2).pptx

生活中的圆周运动

7、

复习提问：

1、什么叫向心加速度？

物理意义？公式如何？

2、什么叫向心力？公式如何？

思考：

在平直轨道上匀速行驶的火车，火车受几个力作用？这几个力的关系如何？那火车转弯时情况会有何不同呢？

火车转弯时是在做圆周运动，那么是什么力提供向心力？

一、铁路的弯道

车轮的构造

火车车轮有突出的轮缘

铁路的弯道

——内外轨道一样高

G

N

外轨对轮缘的弹力提供向心力

靠这种办法得到的向心力缺点是什么？如何解决这一实际问题？

F

合作与探究

设计方案思想简述

画出草图

简单计算说明

可行性分析

请设计一个方案让火车沿轨道安全通过弯道

【学生活动】设计火车弯道

学生分组讨论，提出可行性方案

【方案剖析】

G

FN

F合

α

火车转弯规定临界速度:

解析：

重力G与支持力FN的合力F合是使火车转弯的向心力

【最佳方案】

外轨略高于内轨

【研究与讨论】

如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？

1、火车转弯时向心力是水平的．

从这个例子我们进一步知道：

2、向心力是按效果命名的力，如果认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用，还要再受到一个向心力，那就不对了。

【物理与生活】

2008年4月18日，我国铁路进行了第六次大提速，时速将达200公里以上，这必将为我国经济腾飞注入新的活力。假设你是一位从事铁路设计的工程师，你认为火车提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造？

二、拱形桥

实例

思考：

公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时，也可以看做圆周运动。那么是什么力提供汽车的向心力呢？

质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力．

讨论

拓展

下面自己分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些?

凹形桥

用模拟实验验证分析

注意观察指针的偏转大小

汽车对桥面的压力

超重失重状态

最高点

最低点

小结：

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．

三、航天器中的失重现象

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?

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

四、离心运动

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。

1、定义：

实例

2、离心运动的应用与防止

离心抛掷

离心脱水

离心分离

离心甩干

离心运动的应用

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。

离心运动的防止

O

F静

v

O

F

v

通过本节课的学习我们知道：

小结

一、铁路的弯道

1．讨论向心力的来源：

2．外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力

3．讨论：为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?

二、拱形桥

1．思考：汽车过拱形桥时，对桥面的压力与重力谁大?

2．圆周运动中的超重、失重情况．

三、航天器中的失重现象

四、离心运动

1．离心现象的分析与讨论．

2．离心运动的应用和防止．