1、,高中物理必修2人教版,7 生活中的圓周運(yùn)動(dòng),目標(biāo)定位1.會分析具體圓周運(yùn)動(dòng)問題中向心力的來源，能解決生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問題 2了解航天器中的失重現(xiàn)象及原因 3了解離心運(yùn)動(dòng)及物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件，知道離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用及危害,一、鐵路的彎道 1運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)實(shí)際是在做_運(yùn)動(dòng)，因而具有向心加速度，由于其質(zhì)量巨大，所以需要很大的_力 2向心力來源 在修筑鐵路時(shí)，要根據(jù)彎道的_和規(guī)定的_ ，適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的高度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力幾乎完全由_和_的合力提供如圖571.,圓周,向心,半徑,行駛速度,重力G,支持力FN,圖571 想一想在彎道處，火車行駛速度大于規(guī)定的速度時(shí)，是外軌還是內(nèi)軌易受損？

2、答案外軌,二、拱形橋 1汽車過凸形橋(如圖572 甲),小于,圖572,2汽車過凹形橋(如圖572 乙) 三、航天器中的失重現(xiàn)象 1航天器在近地軌道的運(yùn)動(dòng),FNmg,大于,mg,2對失重現(xiàn)象的認(rèn)識 航天器內(nèi)的任何物體都處于_狀態(tài)，但并不是物體不受重力正因?yàn)槭艿街亓ψ饔貌攀购教炱鬟B同其中的乘員_,mgFN,0,完全失重,完全失重,環(huán)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng),想一想航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體一定不受重力作用嗎？ 答案受重力作用處于完全失重狀態(tài)的物體仍受重力作用，重力提供向心力,四、離心運(yùn)動(dòng) 1定義：物體沿切線飛出或做_圓心的運(yùn)動(dòng) 2原因：向心力突然_或合外力_所需向心力 3應(yīng)用：洗衣機(jī)的_，制作無縫鋼管、水

3、泥電線桿等 想一想物體做離心運(yùn)動(dòng)是不是因?yàn)槭茈x心力作用？ 答案不是物體做離心運(yùn)動(dòng)并不是物體受到離心力作用，而是外力不能提供足夠的向心力，所謂的“離心力”也是由效果命名的，實(shí)際并不存在,逐漸遠(yuǎn)離,消失,不足以提供,脫水筒,一、火車轉(zhuǎn)彎問題 1轉(zhuǎn)彎時(shí)的圓周平面：火車做圓周運(yùn)動(dòng)的圓周平面是水平面，火車的向心加速度和向心力均是沿水平方向指向圓心,圖573,3速度與軌道壓力的關(guān)系 (1)當(dāng)v v 0時(shí)，所需向心力僅由重力和彈力的合力提供，此時(shí)內(nèi)外軌道對火車均無擠壓作用 (2)當(dāng)v v 0時(shí)，外軌道對輪緣有側(cè)壓力 (3)當(dāng)v v 0時(shí)，內(nèi)軌道對輪緣有側(cè)壓力 4汽車、摩托車賽道拐彎處，高速公路轉(zhuǎn)彎處設(shè)計(jì)成外

4、高內(nèi)低，也是盡量使車受到的重力和支持力的合力提供向心力,【例1】火車在半徑r900 m的彎道轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為8105 kg，軌道寬為l1.4 m，外軌比內(nèi)軌高h(yuǎn)14 cm，為了使鐵軌不受輪緣的擠壓，火車的速度應(yīng)為多大？(很小時(shí)，可以近似認(rèn)為tan sin ；g取10 m/s2) 答案30 m/s,解析若火車在轉(zhuǎn)彎時(shí)鐵軌不受擠壓，即由重力和支持力的合力提供向心力，火車轉(zhuǎn)彎平面是水平面火車受力如圖所示，由牛頓第二定律得：,二、汽車過橋問題 1分析汽車過橋這類問題時(shí)應(yīng)把握以下兩點(diǎn)： (1)汽車在拱橋上的運(yùn)動(dòng)是豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) (2)向心力來源(最高點(diǎn)和最低點(diǎn))：汽車做圓周運(yùn)動(dòng)，重力和橋面的支持力的

5、合力提供向心力,【例2】如圖574所示，質(zhì)量m2.0104 kg的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧半徑均為20 m如果橋面受到的壓力不得超過3.0105 N，則： (1)汽車允許的最大速度是多少？ (2)若以所求速度行駛，汽車對橋面的最小壓力是多少？(g取10 m/s2),圖574,答案(1)10 m/s(2)105 N,三、豎直面內(nèi)的繩、桿模型問題 1輕繩模型(最高點(diǎn)) 圖575 (1)繩(軌道)施力特點(diǎn)： 只能施加向下的拉力(或壓力),2輕桿模型(最高點(diǎn)) 圖576 (1)桿(雙軌道)施力特點(diǎn)： 既能施加向下的拉(壓)力，也能施加向上的支持力 (2)動(dòng)力學(xué)方程：,(

6、3)桿類的臨界速度為v臨0.,【例3】一細(xì)繩與水桶相連，水桶中裝有水，水桶與細(xì)繩一起在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，如圖577所示，水的質(zhì)量m0.5 kg，水的重心到轉(zhuǎn)軸的距離l50 cm.(g取10 m/s2),圖577,(1)若在最高點(diǎn)水不流出來，求桶的最小速率； (2)若在最高點(diǎn)水桶的速率v 3 m/s，求水對桶底的壓力 答案(1)2.24 m/s(2)4 N,解析分別以水桶和桶中的水為研究對象，對它們進(jìn)行受力分析，找出它們做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力的來源，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律建立方程求解 (1)以水桶中的水為研究對象，在最高點(diǎn)恰好不流出來，說明水的重力恰好提供其做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，此時(shí)桶的速率最小,四、對離心運(yùn)動(dòng)的理解 1離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì) 離心運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，總有沿著圓周切線飛出去的趨向，之所以沒有飛出去，是因?yàn)槭艿较蛐牧Φ淖饔脧哪撤N意義上說，向心力的作用是不斷地把物體從圓周運(yùn)動(dòng)的切線方向拉到圓周上來一旦作為向心力的合外力突然消失或不足以提供向心力，物體就會發(fā)生離心運(yùn)動(dòng) 2合外力與向心力的關(guān)系如圖578所示,圖578,【例4】下列有關(guān)洗衣機(jī)脫水筒的脫水原理說法正確的是 () A水滴受離