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黑龍江省穆棱市朝鮮族學(xué)校高中物理 第五章曲線運(yùn)動(dòng) 7 生活中的圓周運(yùn)動(dòng)課件 新人教版必修2

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1、生生 活活 中中 的的 圓圓 周周 運(yùn)運(yùn) 動(dòng)動(dòng)例例1、鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是、鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑是300m,軌距是,軌距是1435mm。規(guī)定火車通過這里的速度是規(guī)定火車通過這里的速度是72km/h,內(nèi)外軌的高度差應(yīng),內(nèi)外軌的高度差應(yīng)該是多大才能使外軌不受輪緣的擠壓?保持內(nèi)外軌的這該是多大才能使外軌不受輪緣的擠壓?保持內(nèi)外軌的這個(gè)高度差,如果車的速度大于或小于個(gè)高度差,如果車的速度大于或小于72km/h,會(huì)分別發(fā),會(huì)分別發(fā)生什么現(xiàn)象?說明理由。生什么現(xiàn)象?說明理由。GNhd解:火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力由火車所受的重解:火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力由火車所受的重力和軌道對(duì)火車支持力的合力提供,如圖所

2、示:力和軌道對(duì)火車支持力的合力提供,如圖所示:h是內(nèi)外軌高度是內(nèi)外軌高度差,差,d是軌距是軌距grvtgrvmmgtgF22向心力由于a太小,可以近似有:tga=SinadhSintgmrgdvhgrvdh195. 022飛機(jī)轉(zhuǎn)彎汽車過橋汽車過橋1、23、1、分析汽車的受力情況、分析汽車的受力情況GN2、找圓心、找圓心圓心圓心03、確定、確定F合合即即F向心力向心力的方向。的方向。F向心力向心力4、列方程、列方程F向心力向心力=F合合 =G-NN=G -rvm2rvm2注意公式中注意公式中V用汽車過橋頂時(shí)的瞬時(shí)速度用汽車過橋頂時(shí)的瞬時(shí)速度1、分析汽車的受力情況、分析汽車的受力情況GN2、找圓心

3、、找圓心圓心圓心03、確定、確定F合合即即F向心力向心力的方向。的方向。F向心力向心力4、列方程、列方程F向心力向心力=F合合 =N-GN=G +rvm2rvm2注意公式中注意公式中V用汽車過橋底時(shí)的瞬時(shí)速度用汽車過橋底時(shí)的瞬時(shí)速度分析汽車的受力情況分析汽車的受力情況GNN=G比較三種橋面受力的情況比較三種橋面受力的情況rvmGN2rvmGN2N=G一、什么是離心運(yùn)動(dòng)?一、什么是離心運(yùn)動(dòng)? 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體,在所受的合力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力的情況下,物體所做的逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。 小結(jié)小結(jié)物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件:物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件:做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體合

4、外力消失或不足以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體合外力消失或不足以 提供所需的向心力,即提供所需的向心力,即F F合合mr2做圓周運(yùn)動(dòng)做圓周運(yùn)動(dòng)做近心運(yùn)動(dòng)做近心運(yùn)動(dòng). .如果外界提供的如果外界提供的指向圓心的合力指向圓心的合力F F合合 物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的向心力m2Rv等于等于mr2. .如果外界提供的如果外界提供的指向圓心的合力指向圓心的合力F F合合 物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的向心力m2Rv小于小于mr2做離心運(yùn)動(dòng)做離心運(yùn)動(dòng). .如果外界提供的如果外界提供的指向圓心的合力指向圓心的合力F F合合 物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力的向心力m2R

5、v大于大于mr2注意注意 1 1、做離心運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不存在所謂的、做離心運(yùn)動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)不存在所謂的“離心力離心力”作用,因?yàn)闆]作用,因?yàn)闆]有任何物體提供這種力,離心運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上是物體慣性的表現(xiàn)。有任何物體提供這種力,離心運(yùn)動(dòng)本質(zhì)上是物體慣性的表現(xiàn)。2 2 、離心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征是逐漸遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動(dòng),動(dòng)力學(xué)、離心運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征是逐漸遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動(dòng),動(dòng)力學(xué)特征是合外力消失或不足以提供所需要的向心力。特征是合外力消失或不足以提供所需要的向心力。3、任何事物都有兩面性任何事物都有兩面性, ,離心運(yùn)動(dòng)也不例外。離心運(yùn)動(dòng)可能離心運(yùn)動(dòng)也不例外。離心運(yùn)動(dòng)可能給我們?cè)斐晌:?,?yīng)盡量避免;另一方面,我們要利用離心給我們?cè)斐?/p>

6、危害,應(yīng)盡量避免;另一方面,我們要利用離心現(xiàn)象幫助我們的工作和學(xué)習(xí)現(xiàn)象幫助我們的工作和學(xué)習(xí)二、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用1、離心干燥器的金屬網(wǎng)籠利用離心運(yùn)動(dòng)把附著在物體上的水分甩掉的裝置解釋:oFmr2F 當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí),當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí),物體對(duì)水滴的附著力物體對(duì)水滴的附著力F F 足以足以提供所需的向心力,提供所需的向心力, 使水滴使水滴做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時(shí),附著力較快時(shí),附著力 F F 不足以提不足以提供所需的向心力供所需的向心力 ,于是水滴,于是水滴做離心運(yùn)動(dòng),穿過網(wǎng)孔,飛做離心運(yùn)動(dòng),穿過網(wǎng)孔,飛到網(wǎng)籠外面。到網(wǎng)籠外面。 2、洗衣機(jī)的脫水筒、洗衣機(jī)的脫水筒3、

7、用離心機(jī)把體溫計(jì)的、用離心機(jī)把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)水銀柱甩回玻璃泡內(nèi) 當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得比較慢時(shí),當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得比較慢時(shí),縮口的阻力縮口的阻力 F F 足以提供所需足以提供所需的向心力,縮口上方的水銀的向心力,縮口上方的水銀柱做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)柱做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得相當(dāng)快時(shí),阻力得相當(dāng)快時(shí),阻力 F F 不足以不足以提供所需的向心力,水銀柱提供所需的向心力,水銀柱做離心運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入玻璃泡內(nèi)。做離心運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入玻璃泡內(nèi)。關(guān)于制作關(guān)于制作“棉花棉花”糖的原理:糖的原理: 它的內(nèi)筒與洗衣機(jī)它的內(nèi)筒與洗衣機(jī)的脫水筒相似,里面加的脫水筒相似,里面加入白砂糖,加熱使糖熔入白砂糖,加熱使糖熔化成糖汁。內(nèi)筒

8、高速旋化成糖汁。內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn),黏稠的糖汁就做離轉(zhuǎn),黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動(dòng),從內(nèi)筒壁的小心運(yùn)動(dòng),從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去,成為絲狀,孔飛散出去,成為絲狀,到達(dá)溫度較低的外筒時(shí),到達(dá)溫度較低的外筒時(shí),迅速冷卻凝固,變得纖迅速冷卻凝固,變得纖細(xì)雪白,像一團(tuán)團(tuán)棉花。細(xì)雪白,像一團(tuán)團(tuán)棉花。三、離心運(yùn)動(dòng)的防止:1、在水平公路上行駛的汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)F mr2F汽車 在水平公路上行駛的汽車,轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大,所需向心力F大于最大靜摩擦力Fmax,汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故。因此,在公路彎道處,車輛行駛不允許超過規(guī)定的速度。2、高速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪等離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)

9、用和防止離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用和防止1.如何使物體做離心運(yùn)動(dòng)以及離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用實(shí)例A、提高轉(zhuǎn)速,使所需向心力增大到大于物體所受合外力。、提高轉(zhuǎn)速,使所需向心力增大到大于物體所受合外力。 離心干燥器離心干燥器 洗衣機(jī)的脫水筒洗衣機(jī)的脫水筒 用離心機(jī)分離溶液中的沉淀物用離心機(jī)分離溶液中的沉淀物 把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)把體溫計(jì)的水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)B、減小合外力或使其消失、減小合外力或使其消失(4 4)投擲鏈球)投擲鏈球2.如何不讓物體做離心運(yùn)動(dòng)以及離心運(yùn)動(dòng)的防止實(shí)例A、減小物體運(yùn)動(dòng)的速度,使物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需、減小物體運(yùn)動(dòng)的速度,使物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力減小的向心力減小B、增大合外力,使其達(dá)到物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力、增大合外力,使其達(dá)到物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需的向心力 火車或汽車拐彎時(shí)的限速火車或汽車拐彎時(shí)的限速 高速旋轉(zhuǎn)的電鳳扇、砂輪的限速高速旋轉(zhuǎn)的電鳳扇、砂輪的限速(3)賽車道做成外高內(nèi)低賽車道做成外高內(nèi)低

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