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(共29張PPT)
8生活中的圓周運(yùn)動
知識回顧
物體做圓周運(yùn)動時(shí)，受力有何共同點(diǎn)
物體要受到指向圓心的向心力
向心力的特點(diǎn)
方向：總是指向圓心

大小：
分析做圓周運(yùn)動的物體受力情況
提供向心力
受力分析
Ff
FN+mg
向心力公式的理解
“供需”平衡 物體做勻速圓周運(yùn)動
從“供” “需”兩方面研究做圓周運(yùn)動的物體
火車車輪介紹
一、鐵路的彎道
例＊若火車質(zhì)量為m，轉(zhuǎn)彎半徑為r，要求軌道對輪緣無擠壓作用，此時(shí)軌道傾角為θ ，請問火車的速度為多大？
當(dāng)v=v0時(shí)：
當(dāng)v>v0時(shí)：
當(dāng)v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
討論:
F合＜Fn，“供需”不平衡，如何解決？
F合＞Fn，“供需”不平衡，如何解決？
f1+f2=mv2/r
如果汽車的速度很大，會出現(xiàn)什么情況呢？有什么解決措施？
問題、汽車轉(zhuǎn)彎，情況又如何呢？
μG＜mv2/r
汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的措施：
把轉(zhuǎn)彎處的道路修成
外高內(nèi)低。
FN>G，即橋?qū)嚨闹С至Υ笥谄渌苤亓Γ?br/>處于超重狀態(tài)。
　　2、汽車過凹橋時(shí)，在最低點(diǎn)時(shí)，凹橋?qū)嚨闹С至υ鯓樱?br/>二、拱形橋
1、汽車靜止在橋上與通過橋時(shí)的狀態(tài)是否相同？
FN3、汽車過凸橋時(shí)，在最高點(diǎn)時(shí)，
凸橋?qū)嚨闹С至τ衷鯓樱?br/>a
a
4、若汽車的運(yùn)動速度變大，壓力如何變化？
二、拱形橋
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
車的支持力為零？
這時(shí)駕駛員與座椅
之間的壓力是多少？
……
此時(shí)
三.航天器中的失重現(xiàn)象
　　在繞地球做勻速圓周運(yùn)動的宇宙飛船中的宇航員，除了地球引力外，還可能受到飛船座艙對他的支持力FN。
當(dāng) 　時(shí),座艙對他的支持力FN=0,航天員處于完全失重狀態(tài)
其實(shí)對于任何一個按慣性飛行（只受重力作用）的飛行器或容器，其中的所有物體都處于完全失重狀態(tài)。
若在近軌道繞地球做勻速圓周運(yùn)動：
29.一輛汽車勻速率通過半徑為R的圓弧拱形路面，關(guān)于汽車的受力情況，下列說法正確的是（ ）
A．汽車對路面的壓力大小不變，總是等于汽車的重力
B．汽車對路面的壓力大小不斷發(fā)生變化，總是小于汽車所受重力
C．汽車的牽引力不發(fā)生變化
D．汽車的牽引力逐漸變小
BD
四、離心現(xiàn)象
做勻速圓周運(yùn)動的物體，在一定條件下，做逐漸
遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動，這種運(yùn)動叫離心運(yùn)動。
１、觀察與思考
觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象回答下列問題:
（1）木塊為什么會離開轉(zhuǎn)盤？
（2）什么叫做離心運(yùn)動？
但提供向心力的合力為靜摩擦力，f≤fmax
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=mrω2
F>mrω2
FF=0
2、合外力與向心力的關(guān)系
“供”“需”是否平衡決定物體做何種運(yùn)動
3、離心運(yùn)動的應(yīng)用和防止
（1）離心運(yùn)動的應(yīng)用
①甩干雨傘上的水滴
②鏈球運(yùn)動
在田徑比賽中，鏈球項(xiàng)目就是得用離心現(xiàn)象來實(shí)現(xiàn)投擲的。鏈球的投擲是通過預(yù)擺和旋轉(zhuǎn)來完成的，運(yùn)動員手持鏈球鏈條的一端，在鏈球高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，突然松手，拉力消失，鏈就沿切線方向飛出去。
在雨天，我們可以通過旋轉(zhuǎn)雨傘
的方法甩干雨傘上的水滴，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。
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
F2
F
ν
（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
fmax < m
υ
r
2
f
汽車
在水平公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力是由車輪與路面的靜摩擦力提供的。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過大，所需向心力F大于最大靜摩擦力fmax，汽車將做離心運(yùn)動而造成交通事故。因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過規(guī)定的速度。
②高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等
高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等，都不得超過
允許的最大轉(zhuǎn)速，如果轉(zhuǎn)速過高，砂輪、飛輪內(nèi)部分子間的作用力不足以提供所需的向心力時(shí)，離心運(yùn)動會便它們破裂，甚至釀成事故。為了防止事故的發(fā)生，通常還要在砂輪和飛輪的外側(cè)加裝一個防護(hù)罩。
BC
２、為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn)“打滑”的現(xiàn)象，可以：( )
a、增大汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度　 b、減小汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度c、增大汽車與路面間的摩擦 d、減小汽車與路面間的摩擦
A、a、b B、a、c C、b、d D、b、c
3、下列說法中正確的有：（ ）
A、提高洗衣機(jī)脫水筒的轉(zhuǎn)速，可以使衣服甩得更干
B、轉(zhuǎn)動帶有雨水的雨傘，水滴將沿圓周半徑方向離開圓心
C、為了防止發(fā)生事故，高速轉(zhuǎn)動的砂輪、飛輪等不能超過允許的最大轉(zhuǎn)速
D、離心水泵利用了離心運(yùn)動的原理
D
ACD
討論：
物做近心運(yùn)動
①線和內(nèi)軌模型：
五.豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動
？
五.豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動
②桿和雙軌模型 ：
能過最高點(diǎn)的臨界條件：
當(dāng)速度V> 時(shí),桿子對小球是拉力.


當(dāng)速度V< 時(shí),桿子對小球是支持力.


當(dāng)速度V= 時(shí),桿子對小球無作用力.
mg
N
F
31. 如圖所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道上做圓周運(yùn)動．圓半徑為R，小球經(jīng)過圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓軌．則其通過最高點(diǎn)時(shí)（ ）
A．小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mg
B．小球受到的向心力等于重力
C．小球的線速度大小等于
D．小球的向心加速度大小等于g
BCD
32. 如圖所示，質(zhì)量可以不計(jì)的細(xì)桿的一端固定著一個質(zhì)量為m的小球，另一端能繞光滑的水平軸O轉(zhuǎn)動.讓小球在豎直平面內(nèi)繞軸O做半徑為
的圓周運(yùn)動，小球通過最高點(diǎn)時(shí)的線速度大小為v.下列說法中正確的是( )
A.v不能小于
B.v＝
時(shí)，小球與細(xì)桿之間無彈力作用
時(shí)，小球與細(xì)桿之間的彈力隨v增大而增大
時(shí)，小球與細(xì)桿之間的彈力隨v減小而增大
C.v大于
D.v小于
BCD
重力、繩的拉力
重力、桿的拉力或支持力
重力、外管壁的支持力或內(nèi)管壁的支持力
小結(jié)：豎直平面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動
繩 桿 圓管

m的受力情況
最高點(diǎn)A的速度
最低點(diǎn)B的速度
例、如圖所示，質(zhì)量為m的小球，用長為L的細(xì)繩，懸于光滑斜面上的0點(diǎn)，小球在這個傾角為θ的光滑斜面上做圓周運(yùn)動，若小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)的速率分別是vl和v2，則繩在這兩個位置時(shí)的張力大小分別是多大?
鞏固應(yīng)用
T1
mgsinθ
mgsinθ
T2
T1＋mgsinθ＝mv12/L
T1＝mv12/L- mgsinθ
T2-mgsinθ＝mv22/L
T2＝mgsinθ+mv22/L
勻速圓周運(yùn)動問題的解題步驟
1.分析物體運(yùn)動情況,判斷是否是勻速圓周運(yùn)動.
2.確定軌道平面和圓心位置,明確向心力的方向.
3.受力分析,畫出受力圖,沿半徑指向圓心方向和垂直軌道平面方向建立直角坐標(biāo)系,將力進(jìn)行正交分解.
4.由牛頓第二定律列方程.垂直軌道平面方向上合力為零,指向圓心方向合力等于向心力.
5.解方程求結(jié)果并對結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)說明.
第八節(jié) 生活中的圓周運(yùn)動
【鞏固教材－穩(wěn)扎穩(wěn)打】
1．關(guān)于列車轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外鐵軌間的高度關(guān)系，下列說法中正確的是 ( )
A．內(nèi)外軌一樣高，以防列車傾倒造成翻車事故
B．因?yàn)榱熊囖D(zhuǎn)彎處有向內(nèi)傾倒的可能，故一般使內(nèi)軌高于外軌，以防列車傾倒
C．外軌比內(nèi)軌略高，這樣可以使列車順利轉(zhuǎn)彎，減少車輪與鐵軌的擠壓
D．以上說法都不對
2．關(guān)于離心運(yùn)動，下列說法中正確的 ( )
A．物體突然受到向心力的作用，將做離心運(yùn)動。
B．做勻速圓周運(yùn)動的物體，在外界提供的向心力突然變大時(shí)將做離心運(yùn)動。
C．做勻速圓周運(yùn)動的物體，只要向心力的數(shù)值發(fā)生變化，就將做離心運(yùn)動。
D．做勻速圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)外界提供的向心力突然消失或變小時(shí)將做離心運(yùn)動。
3．下列哪些現(xiàn)象是為了防止物體產(chǎn)生離心運(yùn)動 ( )
①汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)要限制速度 ②轉(zhuǎn)速很高的砂輪半徑不能做得太大。
③在修筑鐵路時(shí)，轉(zhuǎn)彎處軌道的內(nèi)軌要低于外軌④洗衣機(jī)脫水工作。
A．①②③　　　　B．②③④
C．①②④　　　　D．①③④
4．市內(nèi)公共汽車在到達(dá)路口轉(zhuǎn)變前，車內(nèi)廣播中就要播放錄音：“乘客們請注意，前面車輛轉(zhuǎn)彎，請拉好扶手”，這樣以 ( )
A．提醒包括坐著和站著的全體乘客均拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向前傾倒
B．提醒包括坐著和站著的全體乘客均拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向后傾倒
C．主要是提醒站著的乘客拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向轉(zhuǎn)彎的外側(cè)傾倒
D．主要是提醒站著的乘客拉好扶手，以免車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)可能向轉(zhuǎn)彎的內(nèi)側(cè)傾倒
【重難突破—重拳出擊】
1.一個做勻速圓周運(yùn)動的物體，當(dāng)合力FA．將沿切線方向做勻速直線飛出 B．將做靠近圓心的曲線運(yùn)動
C．將做遠(yuǎn)離圓心的曲線運(yùn)動 D．將做平拋運(yùn)動
2．冰面對溜冰運(yùn)動員的最大摩擦力為運(yùn)動員重力的k倍，在水平冰面上沿半徑為R的圓周滑行的運(yùn)動員，其安全速度為 ( )
A．υ = k B．υ≤ C．υ≤ D．υ≤
3．物體做離心運(yùn)動時(shí)，運(yùn)動軌跡的形狀為 ( )
A．一定是直線　　　　　　　　　　　 B．一定是曲線
C．可能是直線也可能是曲線　　　　　　D．可能是一個圓
4．如圖6-30，細(xì)桿的一端與一小球相連，可繞過O點(diǎn)的水平軸自由轉(zhuǎn)動現(xiàn)給小球一初速度，使它做圓周運(yùn)動，圖中a、b分別表示小球軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)，則桿對球的作用力可能是 ( )
A．a(chǎn)處為拉力，b處為拉力
B．a(chǎn)處為拉力，b處為推力
C．a(chǎn)處為推力，b處為拉力
D．a(chǎn)處為推力，b處為推力
5．洗衣機(jī)的甩干筒在轉(zhuǎn)動時(shí)有一衣物附在筒壁上，則此時(shí)
①衣服受重力、筒壁的彈力和摩擦力
②衣服隨筒壁做圓周運(yùn)動的向心力是摩擦力
③筒壁的彈力隨筒的轉(zhuǎn)速的增大而增大
④筒壁對衣服的摩擦力隨轉(zhuǎn)速的增大而增大
以上說法正確的是 ( )
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
6．汽車在傾斜的彎道上拐彎，彎道的傾角為θ，半徑為r，則汽車完全不靠摩擦力轉(zhuǎn)彎的速率是（提示：轉(zhuǎn)彎半徑是水平的） ( )
A． B．
C． D．
7．如圖6-31所示，一圓盤可繞一通過圓盤中心O且垂直于盤面的豎直軸轉(zhuǎn)動，在圓盤上放置一個木塊，當(dāng)圓盤勻角速轉(zhuǎn)動時(shí)，木塊隨圓盤一起運(yùn)動，那么 ( )
A．木塊受到圓盤對它的摩擦力，方向背離圓盤中心
B．木塊受到圓盤對它的摩擦力，方向指向圓盤中心
C．當(dāng)圓盤的角速度超過一定數(shù)值時(shí)，木塊將滑動
D．因?yàn)槟Σ亮偸亲璧K物體的運(yùn)動，所以木塊所受到圓盤對它的摩擦力的方向與木塊的運(yùn)動方向相反
8．小球A和B用細(xì)線連接，可以在光滑的水平桿上無摩擦地滑動，已知它們的質(zhì)量之比m1∶m2＝3∶1，當(dāng)這一裝置繞著豎直軸做勻速轉(zhuǎn)動且A、B兩球與水平桿子達(dá)到相對靜止時(shí)(如圖6-32所示)，A、B兩球做勻速圓周運(yùn)動的
( )
A．線速度大小相等
B．角速度相等
C．向心力的大小之比為F1∶F2＝3∶1
D．半徑之比為r1∶r2＝1∶3
【鞏固提高—登峰攬?jiān)隆?br/>1．雜技演員表演“水流星”，使裝有水的瓶子在豎直平面內(nèi)做半徑為0.9 m的圓周運(yùn)動，若瓶內(nèi)盛有100 g水，瓶的質(zhì)量為400 g，當(dāng)瓶運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)，瓶口向下，要使水不流出來，瓶子的速度至少為 m/s,此時(shí)水的向心力為 N，繩子受到的拉力為______N，若在最低點(diǎn)的速度是臨界速度的2倍，則此時(shí)，水的向心力為______N，繩子受到的拉力為______N，水對瓶底的壓力為______N.
2．如圖6-33所示，半徑為R的球殼，內(nèi)壁光滑，當(dāng)球殼繞豎直方向的中心軸轉(zhuǎn)動時(shí)，一個小物體恰好相對靜止在球殼內(nèi)的P點(diǎn)，OP連線與豎直軸夾角為θ．試問：球殼轉(zhuǎn)動的周期多大？






【課外拓展—超越自我】
1．拍蒼蠅與物理有關(guān)，市場上出售的蠅拍（如圖6－34）把長約30 cm.拍頭長12 cm.寬10 cm。這種拍的使用效果往往不好，拍未到，蠅已飛。有人將拍把增長到60 cm，結(jié)果是打一個準(zhǔn)一個，你能解釋其原因嗎？



第八節(jié) 生活中的圓周運(yùn)動
【鞏固教材－穩(wěn)扎穩(wěn)打】1.C 2.D 3.A 4.C
【重難突破—重拳出擊】1.C 2.B 3.Ｃ 4.AB 5. B 6.C 7. BC 8. BD
【鞏固提高—登峰攬?jiān)隆?1.3；1；0；4；25；5
2.解析：小物體受重力mg和球殼支持力N的作用：重力豎直向下，支持力垂直于球殼的內(nèi)壁指向球心O，它們的合力沿水平方向指向豎直轉(zhuǎn)軸，大小為mgtanθ；小物體在水平面中做圓周運(yùn)動，圓半徑為r＝Rsinθ，設(shè)球殼轉(zhuǎn)動的角速度為ω，則小物體 做圓周運(yùn)動的運(yùn)動方程為mgtanθ

(1)相對靜止于球殼內(nèi)P處的小物體作勻速圓周運(yùn)動的向心力來源于重力mg和球殼對其支持力N的合力．由力的平行四邊形定則可確定其合力與分力間的關(guān)系．
(2)小物體所受的合外力(即向心力)的方向與向心加速度方向相同，垂直于轉(zhuǎn)軸指向軌道圓心 O′而不是指向球殼的球心O．
【課外拓展—超越自我】1．拍頭速度增大為原來的2倍，所以容易打著



圖6-30

圖6-31

圖6-32

圖6-33

圖6－34

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