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(共11張PPT)
生活中的圓周運動（二）
雜技演員在做水流星表演時，用繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內做圓周運動，大家討論一下滿足什么條件水才能從水出桶中流出來。若水的質量M=0.5kg，繩L=60cm，求：
（1）最高點水不流出的最小速率。
（2）水在最高點速率訓v=3
m／s時，水對桶底的壓力。
問題1、水流星節目
變化1:
繩系著裝有水的水桶,
在豎直平面內做圓周運動,
水的質量m=0.5kg,
繩長L=60cm,
求:
(3)若水在最低點速度v
=5m/s時,
水對桶底的壓力.
變化2:
一長為L=50cm的輕質細繩OA,
在A端固定一質量為m=0.5kg的小球,
為了使小球能以O點為固定點在豎直平面內做圓周運動,
則:
(1)小球在最高點的速度有怎樣的要求?
(2)若現將細繩換成輕質桿,
當小球到達最高點時的速度大小為v=0.4m/s.
在此位置時桿對小球的作用力為多少?
O
A
豎直平面內，輕繩栓著一個質量為m的物體做圓周運動，已知繩長為r，求：物體能過最高點的條件？
O
A
F
mg
豎直平面內，輕桿栓著一個質量為m的物體做圓周運動，已知繩長為r，求：物體能過最高點的條件？
過山車安全嗎？
A
R
試討論:如圖所示，半徑為R的光滑空心圓環軌道豎直放置，一質量為m
的小球(小球的半徑遠小于軌道半徑且小球的直徑略小于圓環的直徑),
以速度v
通過最高點A時，恰好對上下軌道都無壓力.
則:
(1)此時小球的速度大小為多少?
(2)若小球以v
/2
通過A點,
則小球對哪個軌道有壓力,
且壓力為多少?
(3)若小球以2v
通過A點,
又將如何?
離心運動
F１=0
F
F２
繩栓著小球在水平面做勻速圓周運動時，小球所需的向心力由形變的繩產生的彈力提供。若m、r、ω一定，向心力F向=mω2r。
若突然松手，小球將怎樣運動？
若繩的拉力F小于它做圓周運動的所需的向心力，小球將怎樣運動？
3、離心運動的應用和防止
(1)離心運動的應用
①甩干雨傘上的水滴
②鏈球運動
在田徑比賽中,鏈球項目就是得用離心現象來實現投擲的。鏈球的投擲是通過預擺和旋轉來完成的,運動員手持鏈球鏈條的一端,在鏈球高速旋轉時,突然松手,拉力消失,鏈就沿切線方向飛出去。
在雨天,我們可以通過旋轉雨傘
的方法甩干雨傘上的水滴,旋轉時,當轉動快到一定的程度時,水滴和雨傘之間的附著力滿足不了水滴做圓周運動所需的向心力,水滴就會做遠離圓心的運動而被甩出去。
把濕布塊放在離心干燥器的金屬網籠里,網籠轉得比較慢時,水滴跟物體的附著力
F足以提供所需要的向心力,使水滴做圓周運動,當網籠轉的比較快時,附著力
F
不足以提供所需要的向心力,于是水滴做離心運動,穿過網孔,飛到網籠外面。洗衣機的脫水筒也是利用離心運動把濕衣服甩干的。
③離心干燥器
o
FF
v
、制作“棉花”糖的原理：
內筒與洗衣機的脫水筒相似，往內筒加入白砂糖，加熱使糖熔化成糖汁，內筒高速旋轉，黏稠的糖汁就做離心運動，從內筒壁的小孔飛散出去，成為絲狀，到達溫度較低的外筒就會迅速冷卻凝固，變得纖細雪白，像一團團棉花。
、
“離心澆鑄”技術
模具繞一固定軸旋轉，當達到500轉每分時，將融化了的液態金屬倒入其中，它將以巨大的慣性離心力向模具壁緊壓，同時夾雜在液態金屬里的氣體和熔渣，由于其密度遠小于液態的金屬，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、均勻、不含氣泡和裂痕，大大提高了使用壽命。

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