寻找向心力.ppt

四离心运动 1.离心运动：做圆周运动的物体，在提供的向心力突然消失，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。 2.物体作离心运动的条件： Fn F需向 思考问题？ Fn= F需向 做什么运动？ Fn = 0 做什么运动？ Fn ＜F需向 做什么运动？ Fn ＞F需向 做什么运动？ 圆周 近心 切线 离心 * * 离心抛掷 离心脱水 离心分离 离心甩干 ●离心运动的应用 * * 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。 * * O F静 v O F v 4.离心运动的防止 2、防止：汽车转弯，高速砂轮限速等 4.离心运动的防止： 1）在水平公路上行驶的汽车转弯时 υ F m υ r 2 F 汽车 在水平公路上行驶的汽车，转弯时所需的向心力是由车轮与路面的静摩擦力提供的。如果转弯时速度过大，所需向心力F大于最大静摩擦力Fmax，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。 2）高速转动的砂轮、飞轮等 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 物体做匀速圆周运动所需的力 Fn= 圆周运动 Fn 离心运动 Fn 向心运动 小结 * * 二.拱形桥1. 汽车过拱形桥时,对桥面的压力与重力比较 2.圆周运动中的超重、失重情况． 三.航天器中的失重现象重力提供自身做圆周运动向心力 四.离心运动 1.离心现象的分析与讨论． 2.离心运动的应用和防止． 课堂小结 火车转弯规定: v过大时:外侧轨道与轮之间有弹力 v过小时:内侧轨道与轮之间有弹力 一.铁路的弯道 1. 向心力的来源:A外轨高于内轨时,重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力B轮缘 2转弯处的半径和火车运行速度的条件限制. * * 处理圆周运动问题的基本思路： 1）找到圆周运动的圆平面，确定圆心找到半径 2）受力分析，找到向心力的来源； 3）利用向心力公式Fn=man列方程求解 实质是牛顿第二定律在圆周运动中的应用只不过这里的加速度是向心加速度。 * * 请问： 1、做匀速圆周运动的物体，向心力是谁提供的？ 2、竖直平面内做圆周运动的物体，在最高点和最低点，向心力是谁提供的？ 合力 分析做圆周运动的物体受力情况 O mg FN Ff O mg FN 提供向心力 受力分析 Ff FN+mg 飞机转弯: G N Fn O 课堂练习 航天飞机中的物体处于失重状态，是指这个物体： (A)不受地球的吸引力； (B)地球吸引力和向心力平衡； (C)受的向心力和离心力平衡； (D)对支持它的物体的压力为零。 拓展与思考： 汽车能通过圆形轨道的最高点吗？ R 联想：过山车上的人为什么不会掉下来 * * * * * 问题4、航天器中的失重现象 什么维持近地航天器做圆周运动？ 万有引力 设航天器质量为M，它绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员的质量为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，试求飞船速度多大？座舱对宇航员的支持力多大？ 完全失重！ 航天员失重状态下移动身体 杂技演员在做水流星表演时，用绳系着装有水的水桶，在竖直平面内做圆周运动，大家讨论一下满足什么条件水才能从水出桶中流出来。若水的质量M=0.5kg，绳L=60cm，求： （1）最高点水不流出的最小速率。 （2）水在最高点速率训v=3 m／s时，水对桶底的压力。 问题5、水流星节目 解析： （1）在最高点水不流出的条件是重力不大于水做圆周运动需要的向心力： 则所求最小速率： （2）当水在最高点的速率大于v0 时，只靠重力提供向心力已不足，此时水桶底对水有一向下的压力，设为 FN 由牛顿第二定律有 由牛顿第三定律可知，水对水底的作用力竖直向上 1、做圆周运动的物体，在其所受合外力突然消失，或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。 问题6、离心运动 作离心运动的条件： o 做匀速圆周运动的物体,由于惯性总有沿切线方向飞去的倾向,在合外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,做逐渐远离圆心的离心运动;当合外力大于物体做圆周运动所需的向心力时,物体做离圆心越来越近的向心运动;只有当合外力等于所需的向