高中物理_高中物理57 生活中的圆周运动教学课件设计

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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。
5、防止:
在水平公路上行驶的汽
车转弯时:
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。
m g
Tm g
根据题意, T>0,代入上式, V> gR (3). 当 v = gR时,N=0, 杆对小球无作用力.
六、离心运动
2008年北京奥运会我国的 著名女链球运动员顾原取 得佳绩。
1﹑链球开始做什么运动? 2﹑链球离开运动员手以后 做什么运动?
1、定义: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。
五.杆约束下圆周运动(或有内外轨约束)
问题: 质量为m的小球,固定在长为L轻杆上在竖直平面内转动,在最 高点, 试讨论小球的速度在什么范围内,杆对小球有支持力? 在什么 范围内,杆对小球有向下的拉力?速度为何值时,杆对小球无作用力?
解:
N
(1).杆对小球有支持力N, mg -N = mV2/R 所以 N = mg - mV2/R 根据题意, N>0, 代入上式, V< gR (2).杆对小球有拉力T, mg +N = mV2/R 所以 N = mV2/R - mg
N
向右转
G
(1)火车转弯处内外轨无高度差
向右转
外轨对轮缘的弹力F就是
N
使火车转弯的向心力

V2
F m 可知:
R
火车质量很大
G
外轨对轮缘的弹力很大
F
外轨和外轮之间的磨损大, 铁轨容易受到损坏
(2 )转弯处外轨高于内轨
N
F
α α
G
根据牛顿第二定律
F mg tan m v2
R
v gRtan
当v gR tan时,
汽车开始做平抛运动.
思考与讨论:
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?……
三、汽车过凹形桥
问题2:质量为m的汽车以速度v通过半径为R的凹型桥。 它经桥的最低点时对桥的压力为多大?比汽车的重量 大还是小?速度越大压力越大还是越小? N
r R 1 2h2 / g
的圆圈
外轨对外轮缘有弹力 当v gR tan时
内轨对内轮缘有弹力
例题1
F合=mgtanα≈mgsinα=mgh/L
由牛顿第二定律得:
F合=ma 所以mgh/L= m v02
即火车转弯的规定速度
R
v0
Rgh L
二、汽车过拱形桥
问题1:汽车通过拱形桥时的运动可以 看做圆周运动,质量为m的汽车以速度 v通过拱形桥最高点时,若桥面的圆弧 半径为R,则此时汽车对拱桥的压力为 多大?
F
m
v2
因此,在公路弯道处,车辆行驶
r
不允许超过规定的速度。
F
υ
汽车
练习、雨伞半径为R,高出地面h,雨伞以角速度ω旋转时,
雨滴从伞边缘飞出( )
A.沿飞出点半径方向飞出,做平抛运动。
B.沿飞出点切线方向飞出,做平抛运动。
C.雨滴落在地面上后形成一个和伞半径相同的圆圈。
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D.雨滴落在地面上后形成一个半径
2、离心运动的条件:做匀速圆周运动的物体 合外力消失或不足以提供所需的向心力.
3、对离心运动的分析:
① 当F=mω2r时,物体做匀速圆周运动; ② 当F= 0时,物体沿切线方向飞出;
③ 当F<mω2r时,物体逐渐远离圆心; ④ 当F>mω2r时,物体逐渐靠近圆心.
4、应用
① 、洗衣机的脱水筒
②、制作“棉花”糖的原理:
第7节 生活中的圆周运动
学习目标 1.会分析具体圆周运动问题中向心力的来源, 能 解决 生 活中的圆周运动问题. 2.了解航天器中的失重现象及原因. 3.了解离心运动及物体做离心运动的条件,知 道离心运动的应用及危害.
火车车轮的结构特点: 火车车轮有突出的轮缘
一、铁路的弯道:
(1)火车转弯处内外轨无高度差
【解】G和N的合力提供汽车做圆周运
动的向心力,由牛顿第二定律得:
v
v2
N G m r
G
v2 N Gm G
r
( 1 )由牛顿第三定律可知汽车对桥的压力N´= N>G
(2)可见汽车的速度越大对桥的压力越大。
四. 绳约束下圆周运动(或外轨约束)
解: 在最高点: T+ mg = mV2/R
解得: T = mV2/R- mg
求汽车以速度v,通过半径为R的拱桥时,对拱桥的压力?
【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的
N
向心力,由牛顿第二定律得:
G N m v2
v
r
N G m v2
r
G
( 1 )由牛顿第三定律可知汽车对桥的压力N´= N<G
(2)汽车的速度越大,汽车对桥的压力越小
(3)当汽车的速度增大到 v 时Rg,压力为零。
1).绳对小球的拉力随速度的增大而增大;
2). 当 V gR 时, T=0, 小球恰过最高点;
当V> gR时,T>0;
T
mg
当V < gR时,小球不能到达顶点.
例、绳系着装水的桶,在竖直平面内做圆 周运动,水的质量m=0.5kg,绳长=50cm.求
(1)桶在最高点水不流出的最小速率?
(2)水在最高点速率=3m/s时水对桶底的 压力?(g取10m/s2)
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