生活中的圆周运动_讲课用.ppt

1、如图所示，轻杆长3L，转轴O距A点距离为L，两端分别固定着小球A、B，A和B球质量分别为m、2m，整个装置在竖直平面内做圆周运动，当杆绕O转动到某一速度时，A球到达最高点，此时球A与杆之间恰好无相互作用力，求此时O轴所受力大小和方向。 分析做圆周运动的物体受力情况 研究圆周运动的思路 从“供”“需”两方面来进行研究： “供”——分析物体受力，求沿半径 方向的合外力 “需”——确定物体轨道，定圆心、找 半径、用公式，求出所需向心力 “供”“需”平衡则做圆周运动 学生分析汽车通过最底点时车对桥 (过水路面)的压力  思考： 1、航天器在起动上升时，航天员处在超重还是失重状态？ 2、航天器在轨道正常运行时，航天员处在超重还是失重状态？ 思考： 有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力。这种说法对吗？ 2、 运动和力的关系 课堂训练 1.如图所示，质量分别为2m、m、m的A、B、C放在水平的圆盘上，随圆盘在水平面内做圆周运动，转动半径分别为r、r、2r，当转速逐渐增大时，问哪一个物体首先开始滑动. * * T=6mg 方向：向下 O A B 生活中的圆周运动 O mg FN Ff O mg FN 提供向心力 受力分析 Ff FN+mg 物体在水平面内的圆周运动 汽车在倾斜的路面转弯 N G F向 mg·tanθ = F向 圆锥摆 L θ m G F向 mg·tanθ= F向 θ 弊端分析 一、火车转弯 内外轨道 一样高 F 由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力F提供 车轮介绍 车轮介绍 外轨略高于内轨 火车受力 垂直轨道面的支持力 N N 火车的向心力来源 由G和N的合力提供 h 竖直向下的重力 G G F N h F L 如图示 知 h , L,转弯半径R,车轮对内外轨都无压力,质量为m的火车运行的速率应该多大? 火车拐弯应以规定速度行驶 火车行驶速率vv规定 当火车行驶速率vv规定时， 当火车行驶速率vv规定时， G N N’ 火车行驶速率vv规定时 G N N’ 外轨对轮缘有侧压力； 内轨对轮缘有侧压力。 二、汽车过桥 1 2 3 汽车通过桥最高点时， 车对桥的压力 以“凸形桥”为例分析： 1、分析汽车的受力情况 2、找圆心 3、确定F合即F向心力的方向。 4、列方程 N G · F合= G-N 处理圆周运动问题的一般步骤： （1）明确研究对象，找出圆周平面，确定圆心和半径 （2）进行受力分析，画受力分析图 （3）找出在半径方向的合力，即向心力 （4）用牛顿第二定律及向心力公式结合匀速圆周运动的特点列方程求解 小结:比较三种桥面受力的情况 （超重？ 失重？） N=G 影片中赛车通过凸起的路面时，若减少事故，你能否求出赛车在最高点的最大速度？ 汽车速度增大 v 思维拓展 三、航天器中的失重现象 （1）航天器加速上升时 （2）航天器正常运行时，航天员受到地球引力和飞船坐舱的支持力合力提供向心力 mg 航天员处于完全失重状态 超重 上述观点是错误。正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的人和物体环绕地球做圆周运动。若没有引力则不会绕地球做圆周运动。 　做圆周运动的物体，在向心力突然消失或合外力不足以提供做圆周运动的向心力时，做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫离心运动。 四、离心运动 （1）当F合＝F向时，物体做匀速圆周运动 （2）当F合＝0时，物体沿切线方向飞出远离圆心 （3）当F合＜F向时，物体做逐渐远离圆心运动 3、离心运动的应用： ①离心干燥器 ②离心沉淀器 （4）离心运动的防止： ①汽车在公路转弯处的限速 ②转动的砂轮、飞轮限速 思考：如果物体实际提供的合力大于所需的向心力，物体将做何运动？ A C B * *