生活中的圆周运动5.7辩析.ppt

3、若火车行驶速度与规定速度不相等会怎样？ 向心力公式的理解 向心、圆周、离心运动 “供”“需”是否平衡决定物体做何种运动 * * * 通 用 技 术 §1.2 技术的性质 生活中的圆周运动 火车车轮的结构特点： 一、铁路的弯道 火车转弯（内外轨道等高） （1） 火车转弯处内外轨无高度差 外轨对轮缘的弹力F就是使火车转弯的向心力 根据牛顿第二定律F=m 可知 R V2 火车质量很大 外轨对轮缘的弹力很大 外轨和外轮之间的磨损大， 铁轨容易受到损坏 （2 ）转弯处外轨高于内轨 根据牛顿第二定律 F=mg tan α= m R V2 V= Rg tanα V ＞ Rg tanα V＜ Rg tanα 外轨对外轮缘有弹力 内轨对内轮缘有弹力 α N G F α （图） 设内外轨间的距离为L，内外轨的高度差为h，火车转弯的半径为R，则火车转弯的规定速度为v0 ? F合=mgtanα≈mgsinα=mgh/L 由牛顿第二定律得： F合=man 所以mgh/L=m 即火车转弯的规定速度v0= 外侧 内侧 F θ （1）行驶速度大于规定速度时： 外侧轨道与轮之间有弹力 （2）行驶速度小于规定速度时： 内侧轨道与轮之间有弹力 需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求 FN` FN` 4、若火车车轮无轮缘，火车速度过大或过小时将向哪侧运动？ 过大时：火车向外侧运动 过小时：火车向内侧运动 FN mg 离心 向心 V R O G FN 二、拱形桥 F向=G FN=m R V2 FN= G m R V2 （ 1 ）汽车对桥的压力FN′= （２）汽车的速度越大 汽车对桥的压力越小 由上式和牛顿第三定律可知 根据牛顿第二定律 汽车开始做平抛运动． （３）当汽车的速度增大到V= 时,压力为零。 FN= G m R V2 V R O 质量为m的汽车以速度V通过半径为R的凹型桥。它经桥的最低点时对桥的压力为多大？比汽车的重量大还是小？速度越大压力越大还是越小？ 解： F向=F1 G =m R V2 F1 =m　　+Ｇ R V2 由上式和牛顿第三定律可知 （ 1 ）汽车对桥的压力F1′= （２）汽车的速度越大 汽车对桥的压力越大 根据牛顿第二定律 G F1 F1 =m　　+Ｇ R V2 思考：汽车不在拱形桥的最高点或最低点时，它的运动能用上面的方法求解吗？ mgcosθ－FN=maN 所以FN=mgcosθ－maN 桥面支持力与夹角θ、车速v都有关。 （ 由 可以解出,当 时座舱对人的支持力F支=0，人处于失重状态 三航天器中的失重现象. F “供需”平衡 物体做匀速圆周运动 提供物体做匀速圆周运动的力 物体做匀速圆周运动所需的力 = 从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体 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 F= 匀速圆周运动 F 离心运动 F 向心运动 做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向. 小结 当F=mω2r时，物体做匀速圆周运动 当F= 0时，物体沿切线方向飞出 当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心 当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心 常见的离心干燥器等都是利用离心运动。 做匀速圆周运动的物体，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。 一、离心运动 1、离心运动： 2、物体作离心运动的条件： 二、离心运动 应用 1、离心干燥器的金属网笼 利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置 解释： o Fmrω 2 F ν 当网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F 足以提供所需的向心力F 使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，附着力 F 不足以提供所需的向心力 F，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。 2、洗衣机的脱水筒 3、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，缩口的阻力 F 足以提供所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动。当离心机转得相当快时，阻力 F 不足以提供所需的向心力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。 4、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。 要使原来作圆周运动的