职高物理（人教版-电子电工类）教案 匀速圆周运动 离心现象.ppt

求： (1)在最高点时，绳的拉力. (2)在最高点时，水对水桶底的压力. (3)为使小桶经过最高点时水不流出，在最高点时的最小速率是多少？ 　小桶质量m1=0.5kg，水质量m2=1kg,r=1m (1)在最高点时，以桶和水为研究对象，其向心力由重力和拉力的合力提供，由向心力公式，可得： 解得： 代入数值解得：T=22.5N (2)以水为研究对象，其向心力是由重力m2g和桶底对水的压力N的合力提供，由向心力公式得 m2g+N=　　,解得N=　　　-m2g代入数值解得N=15N 由牛顿第三定律，水对桶底的压力N′=15N，方向竖直向上 (3)水恰好不流出的临界条件是水的重力刚好提供向心力，即　　　　　,解得　　　　　　　　. 　　　　如图4-3-5所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O，现给球一初速度v0,使杆和球一起绕O轴在竖直平面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对球的作用力，则F(　　) 图4-3-5 A.一定是拉力 B.一定是推力 C.一定等于0 D.可能是拉力，可能是推力，也可能等于零 　　某同学在雨天撑一把半径为R=0.8m的雨伞，雨伞边缘离地面的高度h=1.8m，伞边缘在水平面内，如图4-3-6所示，当人以ω=2π rad/s转动雨伞时，发现雨滴做离心运动，最后落到地面，求落到地面的雨滴构成的圆的半径是多少？雨滴的速度是多大？(g取10m/s2) 　　圆周运动与其他力学知识的综合应用 图4-3-6 雨滴离开伞时速度的大小v=ωR=2π×0.8m/s=1.6πm/s 方向沿切线方向雨滴离开雨伞后做平抛运动，运动时间 　　　　　　　　　雨滴落地时的水平位移，如下图 曲线运动 万有引力定律 3 匀速圆周运动 离心现象 一、描述圆周运动的物理量 1.线速度v：描述质点沿圆周运动的快慢的物理量.线速度是矢量，质点在轨迹上某点的线速度方向为　　　　　　　　　. 线速度的大小为　　　，其中s为质点在t时间内通过的　　　. 沿该点的切线方向 弧长 　　2.角速度ω：描述质点绕圆心转动 的快慢.角速度大小为　　　,其中　为轨迹半径在t时间内转过的角度. 　　3.周期T和频率f：做圆周运动的质点运动一周的时间为周期.做圆周运动的质点在单位时间内绕圆心转过的圈数为频率.　　　　　　　　　　,v=rω. 　　4.向心加速度an：描述线速度　　　改变快慢 的物理量.其大小为　　　　　，其方向总是指向圆心，因此不论其大小是否恒定都一定是变量. 　　5.向心力Fn：产生向心加速度的力，按其作用 效果命名.向心力的大小　　　　　　　　　　　,向心力的方向　　　　　　　，与线速度方向垂直，它只改变线速度的　　　不改变线速度的　　　，因此向心力不做功. 方向 始终指向圆心 方向 大小 二、匀速圆周运动 1.特点：匀速圆周运动是线速度大小不变的圆周运动.其运动的周期、频率、角速度保持不变. 2.性质：变加速曲线运动. 3.条件：合外力的大小保持不变且方向始终指向圆心并与速度方向垂直，满足　　　　　　　　. 　　三、离心运动 　　1.现象：原来做圆周运动的质点远离圆心的运动. 　　2.原因：设做圆周运动的质点所受的径向 合力(即向心力)为Fn，当Fn＜　　时，外力将不足以维持物体做圆周运动，质点将做离心 运动.若Fn＞　　　，则质点将做向心运动. 　　3.应用：　　　　　　　　　　　等. 　　4.危害与防止：　　　　　　　　　　等. 离心机、洗衣机脱水筒 车辆转弯时应减速行驶 　如图4-3-1所示，电风扇在闪光灯下运转，闪光灯每秒闪30次，风扇转轴O上装有3个扇叶，它们互成120°角.当风扇转动时，观察者感觉扇叶不动，则风扇转速不可能为(　) A.600r/min　 B.900r/min C.1200r/min　 D.3000r/min 图4-3-1 描述圆周运动的物理量 　　风扇转动，观察者感觉扇叶不动，说明在相邻两次闪光的时间间隔T内，风扇转过的角度是120°的整数倍. 风扇的最小转速为： 故满足题意的可能转速有：n=knmin(k = 1,2,3 …)选B. 　　圆周运动本身具有周期性，相关问题中往往含有多解情景，分析时应全面考虑. 　　　　一个半径为R 的纸质圆筒,绕其中心轴匀速转动,角速度为ω,一粒子弹沿AO方向打进纸筒,如图4-3-2所示.从纸筒上的B点穿出,若A、B所对应的圆心角为θ,则子弹的速度为多少? 图4-3-2 　　某品牌电动自行车的铭牌如下： 车型：20英寸 (车轮直径：508mm) 电池规格:36V，12Ah(蓄电池) 整车质量：40kg 额定转速:210(转/分) 外形尺寸：L1800mm×W650mm×H1100mm 充电时间:2~8h 电机：后轮驱动、直流永磁式电机