高一物理生活中的圓周運(yùn)動課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,精選課件,,,*,,,,,,,,,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,精選課件,*,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,精選課件,,,,,,,,,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,精選課件,*,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*

2、,精選課件,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,精選課件,,,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,,單擊此處編輯母版文本樣式,,第二級,,第三級,,第四級,,第五級,,,*,精選課件,7,、生活中的圓周運(yùn)動,,1,精選課件,2,精選課件,3,精選課件,4,精選課件,5,精選課件,F,合,"供需"平衡,物體做勻速圓周運(yùn)動,提,供,物體做勻速圓周運(yùn)動的力,(,受力分析,),,物體做勻速圓周運(yùn)動所,需,的力,,向心力公式的理解,=,,從,"供""需"兩方面,研究做圓周運(yùn)動的物體,,6,精選課件,汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎是什么力提供向心力的呢,?

3、,問題,1,、汽車轉(zhuǎn)彎,,,,,,,O,mg,F,N,F,f,7,精選課件,汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎所需要的向心力來源,:,汽車側(cè)向所受的靜摩擦力。,,,,,,,O,mg,F,N,F,f,當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎的半徑一定時(shí),,,汽車的速度,v,越大,,,所需的向心力也越大,,,靜摩擦力也越大,,,當(dāng)靜摩擦力為最大靜摩擦力時(shí),:,8,精選課件,,當(dāng)汽車沿圓周轉(zhuǎn)彎時(shí),,,存在一個安全通過的最大速度,,,如果超過了這個速度,,,汽車將發(fā)生,側(cè)滑,現(xiàn)象。,改進(jìn)措施,:,,(1),增大轉(zhuǎn)彎半徑,,(2),增加路面的粗糙程度,9,精選課件,觀察下面兩幅圖片，賽道及公路彎道有什么特點(diǎn)？為什么要這樣設(shè)計(jì)？,路面是傾斜的,,外

4、高內(nèi)低,10,精選課件,思考一道例題,例：,球沿光滑圓錐內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，如圖。試分析向心力的來源。（圓錐擺模型）,,,,,,,,,N,G,,θ,11,精選課件,結(jié)論,將路面傾斜的原因是讓支持力與豎直方向成一角,,度，這樣支持力的水平分力就可以提供部分向心,,力，減小靜摩擦力的負(fù)擔(dān)。,,討論：,如果傾斜路面是光滑的，汽車還能轉(zhuǎn)彎嗎？,,如果能，對速度有什么要求？,12,精選課件,問題：,如果傾斜路面是光滑的，汽車還能轉(zhuǎn)彎嗎？,,如果能，對速度有什么要求？,能，根據(jù)上面例題可知，即使沒有摩擦力，只靠,,重力與支持力的合力充當(dāng)向心力也可以做圓周運(yùn)動，,,此時(shí)的速度是個定值,,,假設(shè)路面

5、與水平面夾角為,θ,，,,則有,,問題：,如果汽車轉(zhuǎn)彎速度大于這個值呢？或者小,,于這個值呢？,如果大于這個值，則汽車向上滑，如果小于這個,,值，則向下滑。,13,精選課件,問題,2,、火車轉(zhuǎn)彎,14,精選課件,火車車輪與鐵軌的構(gòu)造是怎樣的？,,,,,,,輪緣,15,精選課件,問題：,如果火車在水平彎道上轉(zhuǎn)彎，試分析其受,,力情況及向心力的來源。,火車受重力、支持力和輪緣與外軌擠壓產(chǎn)生的彈力，,,向心力由輪緣與外軌擠壓產(chǎn)生的彈力提供。,F,F,16,精選課件,問題：,實(shí)際中的鐵路彎道是如何設(shè)計(jì)的？為什么,,要這樣設(shè)計(jì)？,實(shí)際鐵路彎道是傾斜的，外軌高于內(nèi)軌。原因是如,,果彎道是水平的，僅靠軌道擠

6、壓產(chǎn)生的彈力提供向,,心容易損壞車輪與軌道。所以采取傾斜路面，讓重,,力和支持力的合力提供部分向心力的方法。,F,mg,F,N,,17,精選課件,重力和支持力的合力提供向心力，以減少外軌與輪緣之間的擠壓。,18,精選課件,(1),,當(dāng),v,=,v,0,時(shí)：,(2),,當(dāng),v,>,v,0,時(shí)：,(3),,當(dāng),v,<,v,0,時(shí)：,輪緣不受側(cè)向壓力,;,輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力,;,輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力。,F,彈,F,彈,",供需,",不平衡,19,精選課件,問題：,當(dāng)火車提速后，如何對舊的鐵路彎道進(jìn)行改,,造？內(nèi)外軌的高度差,h,如何確定？,,,,,因?yàn)榻嵌群苄。?20,精選課件,列車速

7、度過快,,,造成翻車事故,21,精選課件,1,、汽車過拱橋,,質(zhì)量為,m,,的汽車以恒定的速率,v,通過半徑為,r,的拱橋,,,如圖所示,,,求汽車在橋頂時(shí)對路面的壓力是多大,?,問題,3,、汽車過橋,22,精選課件,解,:,汽車通過橋頂時(shí),,,受力如圖,:,,mg,F,N,O,r,由牛頓第二定律,:,由牛頓第三定律,:,當(dāng)汽車通過橋頂時(shí)的速度逐漸增大時(shí),F,N,,和,F,N′,會怎樣變化,?,F,f,F,失重,23,精選課件,問題：,當(dāng)汽車在最高點(diǎn)對橋的壓力為,0,時(shí)，汽車的,,速度是多大？這又是一種怎樣的狀態(tài)？此時(shí),,人對座椅的壓力是多大？從該時(shí)刻以后，汽,,車將做什么運(yùn)動？還能沿橋面做圓

8、周運(yùn)動下,,橋嗎？,,完全失重狀態(tài),人對座椅的壓力也是,0,，人也處于完全失重狀態(tài),汽車將做平拋運(yùn)動，不能沿橋面下橋了,24,精選課件,思考與討論：,,地球可以看做一個巨大的拱形橋，,橋面的半徑就是地球的半徑,。會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時(shí)，地面對車的支持力是零？這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少？,25,精選課件,此時(shí),:,第一宇宙速度,26,精選課件,你見過,凹形橋,嗎,?,,27,精選課件,,拓展,:,質(zhì)量為,m,的汽車以恒定的速率,v,通過半徑為,r,的凹形橋面,,,如圖所示,,,求汽車在最低點(diǎn)時(shí)對橋面的壓力是多大,?,解,:,汽車通過底部時(shí),,,受力如圖,:,,G,F,N,

9、由牛頓第二定律,:,當(dāng)汽車通,過橋最低點(diǎn),時(shí)的速度逐漸增大時(shí),F,N,和,F,N,′,怎樣變化,?,由牛頓第三定律：,F,,F,f,超重,28,精選課件,比較三種橋面受力的情況,,,F,N,= G,,,,G,F,N,G,G,F,N,F,N,29,精選課件,,,,,問題,4,、航天器中的失重現(xiàn)象,,什么維持近地航天器做圓周運(yùn)動？,萬有引力,30,精選課件,,,,,設(shè)航天器質(zhì)量為,M,，它繞地球做勻速圓周運(yùn)動，其軌道半徑近似等于地球半徑,R,，航天員的質(zhì)量為,m,，宇宙飛船和航天員受到的地球引力近似等于他們在地面上的重力，試求飛船速度多大？座艙對宇航員的支持力多大？,完全失重！,31,精選課件,

10、航天員失重狀態(tài)下移動身體,32,精選課件,,雜技演員在做水流星表演時(shí)，用繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動，大家討論一下滿足什么條件水才能從水出桶中流出來。若水的質(zhì)量,M=0.5kg,，繩,L=60cm,，求：,,（,1,）最高點(diǎn)水不流出的最小速率。 （,2,）水在最高點(diǎn)速率訓(xùn),v,=3 m,／,s,時(shí)，水對桶底的壓力。,問題,5,、水流星節(jié)目,,33,精選課件,,解析：,（,1,）在最高點(diǎn)水不流出的條件是重力不大于水做圓周運(yùn)動需要的向心力：,,,,,則所求最小速率：,,34,精選課件,,（,2,）當(dāng)水在最高點(diǎn)的速率大于,v,0,,時(shí)，只靠重力提供向心力已不足，此時(shí)水桶底對水有一

11、向下的壓力，設(shè)為,F,N,,,由牛頓第二定律有,,,,,,由牛頓第三定律可知，水對水底的作用力豎直向上,35,精選課件,1,、做圓周運(yùn)動的物體，在其所受合外力突然消失，或不足以提供圓周運(yùn)動所需向心力的情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動，這種運(yùn)動叫做離心運(yùn)動。,問題,6,、離心運(yùn)動,作離心運(yùn)動的條件：,,,,,,,36,精選課件,,,,o,,,,,,做勻速圓周運(yùn)動的物體,,,由于慣性總有沿切線方向飛去的傾向,,,在合外力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動所需的向心力的情況下,,,做逐漸遠(yuǎn)離圓心的,離心運(yùn)動,;,當(dāng)合外力大于物體做圓周運(yùn)動所需的向心力時(shí),,,物體做離圓心越來越近的,向心運(yùn)動,;,只有當(dāng)合外

12、力等于所需的向心力時(shí),,,物體才可能做,勻速圓周運(yùn)動,。,F,拉,=mω,2,r,F,拉,>mω,2,r,F,拉,

13、旋轉(zhuǎn)時(shí),,,當(dāng)轉(zhuǎn)動快到一定的程度時(shí),,,水滴和雨傘之間的附著力滿足不了水滴做圓周運(yùn)動所需的向心力,,,水滴就會做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動而被甩出去。,38,精選課件,,把濕布塊放在離心干燥器的金屬網(wǎng)籠里,,,網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí),,,水滴跟物體的附著力,F,足以提供所需要的向心力,,,使水滴做圓周運(yùn)動,,,當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)的比較快時(shí),,,附著力,,F,,不足以提供所需要的向心力,,,于是水滴做離心運(yùn)動,,,穿過網(wǎng)孔,,,飛到網(wǎng)籠外面。洗衣機(jī)的脫水筒也是利用離心運(yùn)動把濕衣服甩干的。,③,離心干燥器,,,o,F

14、入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁，內(nèi)筒高速旋轉(zhuǎn)，黏稠的糖汁就做離心運(yùn)動，從內(nèi)筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀，到達(dá)溫度較低的外筒就會迅速冷卻凝固，變得纖細(xì)雪白，像一團(tuán)團(tuán)棉花。,40,精選課件,,,、 “,離心澆鑄,”,技術(shù),,,模具繞一固定軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)達(dá)到,500,轉(zhuǎn)每分時(shí)，將融化了的液態(tài)金屬倒入其中，它將以巨大的慣性離心力向模具壁緊壓，同時(shí)夾雜在液態(tài)金屬里的氣體和熔渣，由于其密度遠(yuǎn)小于液態(tài)的金屬，因此它們將從金屬里被分離出來。按此法澆鑄出的金屬零件密實(shí)、均勻、不含氣泡和裂痕，大大提高了使用壽命。,41,精選課件,、啤酒何以清澈透亮？,,,,,原來這也與離心分離密切相關(guān)。因?yàn)辂溨泻幸环N極不穩(wěn)定的冷凝

15、固物，應(yīng)盡量減少其含量才能保證啤酒不出現(xiàn)冷混濁現(xiàn)象。然而，這種冷凝固物的粒子極為微小，直徑僅有,0.1―0.5,微米，很難除凈。但若采用高速離心機(jī)進(jìn)行分離處理，就比較容易實(shí)現(xiàn)凈化。因?yàn)檫@種粒子雖然微小，但由于存在密度差，一旦進(jìn)入強(qiáng)大的離心力場后，二者立即“分道揚(yáng)鑣”，從而可以很容易地把冷凝固粒子剔除。,,從蔗糖水溶液中分離蔗糖，也需依靠離心沉降方法,。,42,精選課件,(,2),離心運(yùn)動的防止,,①,在水平公路上行駛的汽車轉(zhuǎn)彎時(shí),,,,υ,F,fmax,