生活中的圆周运动2

7生活中的圆周运动（2）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？……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．此时：grvskmsm/9.7/100064008.9在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中的宇航员，除了地球引力外，还可能受到飞船座舱对他的支持力FNRvmFN2mg由Rvmmg2NF得当时，座舱对宇航员的支持力FN=0，宇航员处于完全失重状态。gRv实例航天器中的失重现象：航天器中的宇航员注意：1、在绕地球做匀速圆周运动的航天器中涉及重力的一些现象不再发生，例如：无法用弹簧测力计测物体所受的重力，无法使用天平测物体的质量，气压计无法使用等等。2、物体在航天器中处于失重状态，并不是物体不受重力，只是重力提供了做圆周运动所需的向心力，而支持力为零。汽车转弯为什么要减速?2.如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢？思考:1.做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢？离心运动做圆周运动的物体，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。1、离心运动：2、物体作离心运动的条件：20mrFF合合或向心、圆周、离心运动“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的力需物体做圆周运动所需的力F供=rvm2圆周运动F供rvm2离心运动F供rvm2向心运动离心运动的应用1、离心干燥器2、洗衣机脱水桶3、用离心机把体温计的水银柱甩回下面的液泡内离心运动的应用4、制作“棉花”糖5.离心运动的危害：高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的最大转速。转速过高时，砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需的向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故1、下列说法正确的是()巩固练习：B２、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以：()a、增大汽车转弯时的速度b、减小汽车转弯时的速度c、增大汽车与路面间的摩擦d、减小汽车与路面间的摩擦A、a、bB、a、cC、b、dD、b、c3、下列说法中错误的有：（）A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心C、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速D、离心水泵利用了离心运动的原理DB实例3:细绳与球：如图所示，一质量为m的小球，用长为L细绳系住，使其在竖直面内作圆周运动。mgO(1)小球做的是什么运动？(2)小球在运动过程中，受到哪些力？小球的运动过程有什么特点？⑶若小球通过最高点时，小球恰好不受绳的作用力，则小球在最高点的速度是多少？(4)小球能在竖直平面内作圆周运动，必须满足的条件是什么？在竖直平面上做圆周运动的物体专题:实例4:轨道与球：如图所示，一质量为m的小球，在半径为R光滑轨道上，使其在竖直面内作圆周运动。mgO轨道(1)小球做的是什么运动？(2)小球在运动过程中，受到哪些力？小球的运动过程有什么特点？(3)若小球通过最高点时，小球恰好不受轨道的作用力，则小球在最高点的速度是多少？(4)小球能在竖直平面内作圆周运动，必须满足的条件是什么？小结：一、没有支撑的物体：(例：细绳拴小球，圆滑轨道上滑动的小球)1、临界条件：绳子或轨道对小球没有力的作用：(即：T=0)有所以：2vmgmRVRg临界2、能通过最高点的条件：vRgv大于Rg时，绳(轨道）对球产生拉力（压力）。3、不能通过最高点的条件：vRg小于实际上小球还不到最高点时就脱离了轨道。mgO绳mgO轨道如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动．圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨．则其通过最高点时（）A．小球对圆环的压力大小等于mgB．小球的向心力等于重力C．小球的线速度大小等于D．小球的向心加速度大小等于gBCDRg实例5:轻杆与球：如图所示，一质量为m的小球，用长为L的轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动。mgON(1)小球做什么运动？（2）若小球通过最高点时，小球恰好不受杆的作用力，则小球在最高点的速度是多少？(3)小球能在竖直平面内作圆周运动，必须满足的条件是什么？在竖直平面上做圆周运动的物体实例6:管道与球：如图所示，一质量为m的小球，放在一个内壁光滑的封闭管内，使其在竖直面内作圆周运动.mgONR(1)小球做什么运动？(2)若小球恰好能通过最高点，则小球在最高点的速度是多少？小球的受力情况如何？(3)小球能在竖直平面内作圆周运动，必须满足的条件是什么？在竖直平面上做圆周运动的物体小结：二、有支撑的物体（例：小球与杆相连，球在光滑封闭管中运动）2、小球过最高点时，轻杆对小球的弹力情况：RgVB、当时，杆对小球有指向圆心的拉力，其大小随速度的增大而增大。Rgv0NmgF0C、时，对小球的支持力方向竖直向上，大小随速度的增大而减小，取值范围是：RgvA、当时，杆对小球的支持力NF0mgONmgON杆管道1、临界条件：由于支撑作用，小球恰能到达最高点的临界速度V临界=0，此时弹力等于重力NFmg[练习]:如图所示，轻杆的一端固定一质量为m的小球，并以另一端O为圆心，使小球在竖直面内做半径为R的圆周运动，以下说法正确的是：A、小球过最高点时的起码速度为；B、小球过最高点时，杆所受的弹力可以等于零；C、小球过最高点时，杆对球的作用力可以与球所受重力方向相反，此时重力一定大于杆对球的作用力；D、小球过最高点时，杆对球作用力一定与小球所受重力方向相反。ORgBC例：长为0.5m，质量可忽略的杆，其下端固定于O点，上端连有质量m=2kg的小球，它绕O点做圆周运动，当通过最高点时，如图所示，求下列情况下，杆受到的力（说明是拉力还是压力）：（1）当v1=1m/s时；（2）v2=4m/s时。（g取10m/s2）应用:四、杆拉小球竖直面转动轻绳模型轻杆模型常见类型过最高点的临界条件由Ｆ合＝mg＝得v临＝由F合=0可得v临＝0均是没有支撑的小球均是有支撑的小球rvm2grAB例、质量为1kg的小球沿半径为20cm的圆环在竖直平面内做圆周运动，如图所示，求（1）小球在圆环的最高点A不掉下来的最小速度是多少？此时小球的向心加速度是多少？（2）若小球仍用以上的速度经过圆环的最高点A，当它运动到圆环的最低点B时，对圆环的压力是多少？此时小球的向心加速度是多少？巩固应用：例、长为0.6m的轻杆OA(不计质量),A端插个质量为2.0kg的物体,在竖直平面内绕O点做圆周运动,当球达到最高点的速度分别为3m/s,m/s,2m/s时,求杆对球的作用力各为多少?6OA巩固应用