5[1].8生活中的圆周运动精品课件-新人教版必修2

生活中的圆周运动复习提问：1、什么叫向心加速度？物理意义？公式如何？2、什么叫向心力？公式如何？思考：•在平直轨道上匀速行驶的火车，火车受几个力作用？这几个力的关系如何？那火车转弯时情况会有何不同呢？•火车转弯时是在做圆周运动，那么是什么力提供向心力？实例一、铁路的弯道车轮的构造火车车轮有突出的轮缘铁路的弯道——内外轨道一样高GN2vFFmr向心力外轨对轮缘的弹力提供向心力.靠这种办法得到的向心力缺点是什么？如何解决这一实际问题？FGFNF合α【方案剖析】nFF合Rvmmg2tan火车转弯规定临界速度:tanvRg临界解析：重力G与支持力FN的合力F合是使火车转弯的向心力【最佳方案】外轨略高于内轨•【研究与讨论】如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？注意1、火车转弯时向心力是水平的．从这个例子我们进一步知道：2、向心力是按效果命名的力，如果认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用，还要再受到一个向心力，那就不对了。•【物理与生活】2008年4月18日，我国铁路进行了第六次大提速，时速将达200公里以上，这必将为我国经济腾飞注入新的活力。假设你是一位从事铁路设计的工程师，你认为火车提速有必要对铁路拐弯处进行改造吗？应如何改造？公路上的拱形桥是常见的，汽车过桥时，也可以看做圆周运动。那么是什么力提供汽车的向心力呢？思考：实例二、拱形桥讨论质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力．拓展凹形桥下面自己分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些?汽车对桥面的压力超重失重状态最高点最低点2vNGmGr2vNGmGr小结：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？……思考与讨论该“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．分析假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动,速率为V，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力．试求座舱对宇航员的支持力．通过求解你可以得出什么结论?三、航天器中的失重现象F=rvm2提供物体做圆周运动的向心力物体做圆周运动所需要的向心力当“供”“需”平衡时，物体做圆周运动想一想：当“供”“需”不平衡时，物体将如何运动呢？观察1、定义：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。实例四、离心运动用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内制作棉花糖的原理：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。试分析最低点的受力情况：mgFTrvmmgFT2r增大时当vTF增大绳杆试分析最高点的受力情况：只能产生拉力可以产生拉力和支持力绳试分析最高点的受力情况：只能产生拉力mgTFrvmFmgT20TF0TF临界状态临界速度grv绳试分析最高点的受力情况：只能产生拉力mgTF临界速度grv时：grv小球不能运动到最高点时：grvrvmmgFT2增大时当vTF增大拉力可以产生拉力和支持力mgTF支持力mgTFrvmFmgT2rvmFmgT2拉力mgTF支持力mgTF(1)最小速度0minv时当grv020TFrvmFmgT2rvmFmgT2时，当03vv支持力随v增大而减小时，当04vv拉力随v增大而增大v拓展1：物体沿竖直内轨运动有一个竖直放置的内壁光滑圆环，其半径为r，质量为m的小球沿它的内表面做圆周运动，分析小球在最高点A的速度应满足什么条件？grv