8、生活中的圆周运动.ppt
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5.75.75.75.7生活中的圆周运动5.7生活中的圆周运动生活中的圆周运动知识回顾知识回顾1、向心力的定义：
、向心力的定义：
指向圆心的合外力指向圆心的合外力4、向心力的来源（难点）：
、向心力的来源（难点）：
向心力按照效果命名的力，是一个力或几个力的合力或分力来充当。
2、向心力的大小：
、向心力的大小：
3、向心力的方向：
、向心力的方向：
时刻指向圆心，时刻变化时刻指向圆心，时刻变化匀速圆周运动解题步骤：
匀速圆周运动解题步骤：
11、明确、明确研究对象研究对象22、受、受力分析力分析33、确定、确定“圆圆轨道平面和圆心轨道平面和圆心”44、建立坐标系。
、建立坐标系。
（加速度方向建立）加速度方向建立）55、根据、根据牛顿运动定律列方程求解牛顿运动定律列方程求解一、汽车过拱形桥：
一、汽车过拱形桥：
FF压压压压FFNNmgmg水平桥水平桥水平桥水平桥11、水平桥：
、水平桥：
22、凹形桥：
、凹形桥：
GFNOFF压压FFNN=GGa超超重重由牛顿第三定律的由牛顿第三定律的：
G33、拱形桥：
、拱形桥：
FNaa向下。
向下。
由牛顿第三定律的：
由牛顿第三定律的：
失失重重=扩展：
扩展：
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就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？
此时，车的速度是多程度时，地面对车的支持力是零？
此时，车的速度是多少？
（地球半径少？
（地球半径R=6400km）R=6400km）mg根据牛顿第二定律根据牛顿第二定律：
回顾：
物体做匀速圆周运动的条件回顾：
物体做匀速圆周运动的条件合外力合外力=向心力向心力提提供供物体做匀速圆物体做匀速圆周运动的力周运动的力物体做匀速圆周运物体做匀速圆周运动所动所需需的力的力“供需供需”平衡平衡物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动观察观察雨伞上的雨滴和高速旋转的转雨伞上的雨滴和高速旋转的转盘上的木块会做什么运动？
为盘上的木块会做什么运动？
为什么？
什么？
11、定义、定义：
当向心力突然消失或者指向圆心的合力不足时，物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。
体做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。
四、离心运动：
四、离心运动：
2、条件：
、条件：
oF=mFmFmF=0“供供”“需需”是否平衡决定物体做何种运是否平衡决定物体做何种运动动22、说明：
、说明：
供提供物体做圆周运动的力需物体做匀速圆周运动所需的力33、总结：
力与运动轨迹的关系：
、总结：
力与运动轨迹的关系：
（1）F=匀速圆周运动匀速圆周运动
（2）F=0沿切线做匀速直线运动沿切线做匀速直线运动（3）F向心运动向心运动洗衣机甩桶洗衣机甩桶工作原理：
当脱水筒快速转动工作原理：
当脱水筒快速转动时，脱水筒内衣物与水之间的时，脱水筒内衣物与水之间的附着力如果小于水做匀速圆周附着力如果小于水做匀速圆周运动所需要的向心力，水就会运动所需要的向心力，水就会与衣物分离，甩出脱水筒。
与衣物分离，甩出脱水筒。
4、离心运动的应用：
、离心运动的应用：
制作制作“棉花棉花”糖的原理：
糖的原理：
其内筒与洗衣机的脱水筒相似，其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，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。
变得纤细雪白，像一团团棉花。
用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内当离心机转得比较慢时，缩当离心机转得比较慢时，缩口的阻力口的阻力FF足以提供所需的向足以提供所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周心力，缩口上方的水银柱做圆周运动。
当离心机转得相当快时，运动。
当离心机转得相当快时，阻力阻力FF不足以提供所需的向心不足以提供所需的向心力，水银柱做离心运动而进入玻力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。
璃泡内。
55、离心运动的防止、离心运动的防止要防止离心现象发生，该怎么办？
要防止离心现象发生，该怎么办？
11、减小物体运动的速度，使物体作圆周、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动时所需的向心力减小运动时所需的向心力减小22、增大合外力，使其达到物体作圆周、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力运动时所需的向心力1、摩托车在实现水平路面转弯时，是什么力使它转弯？
mgFNFfFFNN=mgmg摩擦力使其转弯摩擦力使其转弯三、水平面内的圆周运动三、水平面内的圆周运动OmgFNFfF合合=ff=mv2/rF合合=mgtan=Fn汽车赛道转弯处是汽车赛道转弯处是外外高高内内低低（并且超车道比主车道更加倾斜）（并且超车道比主车道更加倾斜）汽车在倾斜路面上转弯汽车在倾斜路面上转弯汽车在倾斜路面上转弯汽车在倾斜路面上转弯靠合力提供向心力靠合力提供向心力GFnFF向向GFNfF四、火车转弯：
四、火车转弯：
车轮的构造车轮的构造火车车轮有突出的轮缘火车车轮有突出的轮缘11、铁路的弯道铁路的弯道内外轨道一样高内外轨道一样高GGFFNN外轨对轮缘的弹力提供向心力外轨对轮缘的弹力提供向心力.靠这种办靠这种办法得到的向法得到的向心力缺点是心力缺点是什么？
如何什么？
如何解决这一实解决这一实际问题？
际问题？
FF22、外轨略高于内轨：
、外轨略高于内轨：
G火车的向心力：
火车的向心力：
FFNNFF1F向=F=竖直方向：
竖直方向：
F1=mgV=Rgtan（11）以规定速度转弯：
）以规定速度转弯：
注意：
火车转弯向心力是水平的。
注意：
火车转弯向心力是水平的。
NGF
（2）当火车行驶速率）当火车行驶速率vv规定规定时，时，（3）当火车行驶速率）当火车行驶速率vv规定规定时，时，GFNFN1GFNFN1外轨外轨对轮缘有侧压力；对轮缘有侧压力；内轨内轨对轮缘有侧压力。
对轮缘有侧压力。
VRgtanVRgtan例与练例与练11、火车以半径火车以半径rr=900m900m转弯，火车质量为转弯，火车质量为88101055kgkg，火车的速度为，火车的速度为30m/s,30m/s,哪一侧车轮哪一侧车轮轮缘受到挤压？
压力是多大？
轮缘受到挤压？
压力是多大？
演示实验：
过山车模型演示实验：
过山车模型33、为什么、为什么hh越大，车就越容易过最高点？
越大，车就越容易过最高点？
22、过山车过最高点，至少需要多大的、过山车过最高点，至少需要多大的、过山车过最高点，至少需要多大的、过山车过最高点，至少需要多大的速度？
此时车受到轨道的压力多大？
速度？
此时车受到轨道的压力多大？
速度？
此时车受到轨道的压力多大？
速度？
此时车受到轨道的压力多大？
1111、当车在最高点的速度、当车在最高点的速度、当车在最高点的速度、当车在最高点的速度，此时车受到，此时车受到，此时车受到，此时车受到轨道的压力多大？
轨道的压力多大？
轨道的压力多大？
轨道的压力多大？
hGFN=mv2/RFN=mgmg=mv2/R背景问题4：
水流星观察机翼是怎样的？
受力情况怎样？
是什么力提供向心力？
GF3、飞机转弯F合合设飞机的质量设飞机的质量MM,以速以速度度vv在水平面内做半径在水平面内做半径为为RR的圆周运动的圆周运动,则飞机则飞机受到的升力是多大受到的升力是多大?
N=G1、分析汽车的受力情况、分析汽车的受力情况GN2、找圆心，确定运动平面、找圆心，确定运动平面圆心圆心03、确定、确定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+圆心圆心0F向心力向心力F向心力向心力=F合合=G-NN=G-或或汽车通过水平桥时又该如何分析呢？
汽车通过水平桥时又该如何分析呢？
由于桥是水平的，由于桥是水平的，故圆心故圆心OO在无穷远处，在无穷远处，rr为无穷大。
为无穷大。
比较三种桥面受力的情况比较三种桥面受力的情况N=G实验验证实验验证注意观察指针的偏转大小注意观察指针的偏转大小当当V越大越大时，则时，则越大，越大，N越小。
越小。
当当V增大到某一值时，增大到某一值时，N=0，此时：
此时：
当当汽车汽车飞飞出去了。
出去了。
思考与讨论思考与讨论:
影片中赛车通过凸起的路面时，若为了减少影片中赛车通过凸起的路面时，若为了减少事故，你能否求出赛车在最高点的事故，你能否求出赛车在最高点的最大最大速度？
当速度？
当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生？
汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生？
你的思路是？
你的思路是？
汽汽车车速速度度增增大大v（11）速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？
）速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？
（22）驾驶员与座椅间的压力是多少？
驾驶员躯体各部）驾驶员与座椅间的压力是多少？
驾驶员躯体各部分间的压力是多少？
驾驶员此时可能有什么感觉？
此时分间的压力是多少？
驾驶员此时可能有什么感觉？
此时汽车和驾驶员处于什么状态？
汽车和驾驶员处于什么状态？
地球可以看做一个地球可以看做一个巨大的拱形桥。
汽车沿巨大的拱形桥。
汽车沿南北行驶，不断加速。
南北行驶，不断加速。
请思考：
会不会出现下请思考：
会不会出现下面这样的情况面这样的情况?
说出你的想法说出你的想法思维拓展思维拓展1:
离离心心抛抛掷掷离离心心脱脱水水离离心心分分离离离离心心甩甩干干2、离心运动的应用与防止、离心运动的应用与防止离离心心运运动动的的应应用用用离心机把用离心机把体温计的水体温计的水银柱甩回玻银柱甩回玻璃泡内璃泡内制作棉花糖的原理：
制作棉花糖的原理：
内内筒与筒与洗衣机的脱水筒相似，里洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成面加入白砂糖，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，较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。
变得纤细雪白，像一团团棉花。
即：
此时人对座舱的压力即：
此时人对座舱的压力F压压=0，人处于完全失重状态人处于完全失重状态思维拓展思维拓展1:
物体有无可能做这样的运动？
物体有无可能做这样的运动？
若可能应满足怎样的条件？
若可能应满足怎样的条件？
mgFNr“水流星水流星”“过山车过山车”思维拓展思维拓展2:
汽车不在拱形桥的最高点或最低点时，我汽车不在拱形桥的最高点或最低点时，我们该怎样处理呢？
求汽车在图示位置时受到的们该怎样处理呢？
求汽车在图示位置时受到的支持力，需要知道哪些量？
支持力，需要知道哪些量？
（思考与讨论思考与讨论:
则桥面对车的支持力与夹角则桥面对车的支持力与夹角、车速车速v都有关。
都有关。
航天器中的失重现象航天器中的失重现象汽车转弯为什么要减速汽车转弯为什么要减速?
2.如果物体受的合力如果物体受的合力不足以提供向心力不足以提供向心力，它会怎样运动呢？
它会怎样运动呢？
思考思考:
1.1.做圆周运动的物体做圆周运动的物体一旦失去向心力一旦失去向心力的的作用，它会作用，它会怎样运动怎样运动呢？
呢？
离心运动离心运动“魔盘魔盘”转速转速越来越大越来越大,人会怎样人会怎样?
做圆周运动的物体，在做圆周运动的物体，在所受合力突然消失所受合力突然消失，或者不或者不足以提供圆周运动所需的向足以提供圆周运动所需的向心力心力的情况下，就做逐渐远的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。
这种运动叫离圆心的运动。
这种运动叫做做离心运动离心运动。
11、离心运动、离心运动：
22、物体作离心运动的、物体作离心运动的条件条件：
向心、圆周、离心运动向心、圆周、离心运动“供供”“”“需需”是否平衡是否平衡决定物体做何种运决定物体做何种运动动供供提提供供物体做圆物体做圆周运动的力周运动的力需需物体做圆周运动物体做圆周运动所所需需的力的力F
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