四川省阆中中学教科版高中物理必修二课件：2.3-圆周运动实例分析(共32张PPT)

第3节圆周运动实例分析——水平面圆周运动高三百日冲刺誓师大会学生代表演讲稿尊重的引导、老师,敬爱的同学们:大家好!今天,能作为学生代表在这里发言,我觉得十分幸运!三年前,我们怀着对未来的美妙向往,载着家人与老师的殷切期盼,坚决的迈进了钟祥一。今天我们在这里,慎重地面对高考赫然醒目标战书;今天我们在这里,吹响一百天决战的冲锋号角。我们深信,恰是在这里,新的辉煌将张开起飞的翅膀。蓦然回想十二年寒窗苦读,四千三百多个日昼夜夜铸就了我们必胜的信心与坚不可摧的毅志。书海的沉浮已不再让我们动容,风雨的磨砺只会让咱们愈挫愈勇。我们的眼光从不像今天这般动摇执着,励志歌曲,我们的思维从没有像今天这般成熟丰满,我们的心灵素来没有如斯激荡焚烧。少年自有少年狂,藐昆仑,笑吕梁,磨剑十年,今将试矛头。如果说十二年是漫长的马拉松,那么我们已进入那最后的冲刺;(励志名言)假如说从前的付出是勤奋的耕耘,那么我们行将迎来播种的节令。我们早已拉满弓,上好箭,我们独一差的就是这最后一百天的尽力,最后一百天的挥汗如雨。鲜红的终点在前方真逼真切,胜利从来没有如此贴近我们年青的性命。在将来的一百天里受太阳之光华,乘东风之快意,御天地之灵气,是强人必可怀才升旗仪式讲话稿：注重文明规范、抵制不良习惯、争当文明学生、创建文明校园亲爱的老师,同学们:我是高一31班班长庞胜军。今天我国旗下演讲的主题是“注重文明规范、抵制不良习惯、争当文明学生、创建文明校园”。注重礼仪,遵守文明规范不仅是个人素质、教养的体现,也是个人道德水平的展示。早在两千年前孔子就提出了关于礼仪的看法——“不学礼,无以立”。但时至今日礼仪却渐渐地被人们忽视,说粗话、乱扔垃圾、目无纪律等现象时有发生。文明礼仪存在于我们生活的方方面面。遇到师长时的一声问好,与同学相处时的一次会心微笑,在别人困难时的热心帮助,自觉将纸屑捡起的一个动作,不小心妨碍到别人时的一声“对不起”,宽容待人时的一声“没关系”都是必须的文明礼仪。洪水没有堤坝的约束,将会冲毁家园;学生没有纪律和文明礼仪的约束,将会破坏社会文明甚至危害社会。只有文明的校园,才能构建出良好的学习环境,创造出优良的学习氛围,才能使我们和学校更好发展。在此我们向全体同学发出倡议:关于文明:1.环境文明,不攀折花草树木,不践踏、破坏草坪,爱护公共设施。2.举止文明,不随地吐痰,不乱扔垃圾。3.礼仪文明,尊重师长,尊重同汽车过拱桥FNF合=G－FＮF向=mv2/r由F合=F向G－FＮ=mv2/rFＮ=G－mv2/r＜G取向心加速度方向为正方向例一、质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是多少？思考与讨论根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？根据牛顿第三定律：F压=FN即：rvmmgF2N压F由上式可知，v增大时，F压减小，当时，F压=0；当时，汽车将脱离桥面，发生危险。grvgrv思考与讨论请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力。这时的压力比汽车的重量大还是小？F合=FＮ－GF向=mv2/r由F合=F向FＮ－G=mv2/rFＮ=G＋mv2/r＞GVＦＮVＦＮ拓展比较三种桥面受力的情况rvmFGN2FN=GrvmGFN2G一根绳子系者一个盛水的杯子，演员抡起绳子，杯子就在竖直面内做圆周运动，到最高点时，杯口朝下，但杯中的水不会流下来，为什么呢？作圆周运动的物体总需要由向心力。如图所示，当杯子以速度v转过最高点时，杯中的向心力的方向向下；对杯中的水，2vmgmrF向即：vgr杯中的水恰不流出问题：“旋转秋千”中的缆绳跟中心轴的夹角与哪些因素有关？体重不同的人坐在秋千上旋转时，缆绳与中心轴的夹角相同吗？例、小球做圆锥摆时细绳长l，与竖直方向成α角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。OmgTF小球受力：竖直向下的重力G沿绳方向的拉力T小球的向心力：由T和G的合力提供解：ltanmgF合小球做圆周运动的半径sinlr由牛顿第二定律：rmmaF2合sintan2lmmg即：coslgrα2coslg一、火车车轮的结构特点：火车车轮有突出的轮缘二、火车转弯NG向右转（1）火车转弯处内外轨无高度差NGF（1）火车转弯处内外轨无高度差外轨对轮缘的弹力F就是使火车转弯的向心力根据牛顿第二定律F=m可知RV2火车质量很大外轨对轮缘的弹力很大外轨和外轮之间的磨损大，铁轨容易受到损坏向右转（2）转弯处外轨高于内轨问题：设内外轨间的距离为L，内外轨的高度差为h，火车转弯的半径为R，则火车转弯的规定速度为v0？F合=mgtanα≈mgsinα=mgh/L由牛顿第二定律得：F合=ma所以mgh/L=即火车转弯的规定速度Rvm20LRghv0根据牛顿第二定律αNGFαRvmmgF2tantanRgv外轨对外轮缘有弹力tanRgv内轨对内轮缘有弹力tanRgv1、在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了()A．减轻火车轮子挤压外轨B．减轻火车轮子挤压内轨C．使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力D．限制火车向外脱轨ACD三.绳（外轨）mgT解:在最高点:T+mg=mV2/R解得:T=mV2/R-mg依据此公式，你能找出T与V存在哪些关系？1).小球对绳的拉力随速度的增大而增大；gRv=2).当时，T＝0,小球恰过最高点;当Ｖ＞时，T0;gR当Ｖ时，小球不能到达顶点.gR四.杆（有内外轨）问题:质量为m的小球,套在长为L轻杆上在竖直平面内转动,在最高点,试讨论小球的速度在什么范围内,杆对小球有支持力?在什么范围内,杆对小球有向下的拉力?速度为何值时,杆对小球无作用力?解:(1).杆对小球有支持力N,mg-N=mV2/R所以N=mg-mV2/R根据题意,N0,gRv=(3).当时，N＝0,杆对小球无作用力.gR代入上式,V(2).杆对小球有拉力T,mg+N=mV2/R所以N=mV2/R-mg根据题意,T0,代入上式,VgRTmgNmg问题:质量为m的光滑小球,在半径为R的圆管内滚动,请讨论小球的速度在什么范围内,轨道内侧对小球有支持力?在什么范围内,轨道外侧对小球有向下的压力?速度为何值时,轨道与小球间无相互作用力?解:(1).轨道内侧对小球有支持力N,mg-N=mV2/R所以N=mg-mV2/R根据题意,N0,gRv=(3).当时，N＝0,小球与轨道内侧外侧均无作用力.NmggR代入上式,V(2).轨道外侧对小球有压力N,mg+N=mV2/R所以N=mV2/R-mgNmg根据题意,N0,代入上式,VgR离心运动1﹑链球开始做什么运动？2﹑链球离开运动员手以后做什么运动？2008年北京奥运会期望我国的著名女链球运动员顾原在奥运动争取佳绩。链球的运动情况。1、离心运动定义：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失，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。这种运动叫做离心运动。一、离心运动2、离心运动的条件：做匀速圆周运动的物体合外力消失或不足以提供所需的向心力．3、对离心运动的分析：①当F=mω2r时，物体做匀速圆周运动；②当F=0时，物体沿切线方向飞出；③当F＜mω2r时，物体逐渐远离圆心；④当F＞mω2r时，物体逐渐靠近圆心.4、离心运动本质：①离心现象的本质是物体惯性的表现；②离心运动是物体逐渐远离圆心的一种物理现象。5、离心运动的特点：①做圆周运动的质点，当合外力消失时，它就以这一时刻的线速度沿切线方向飞去．②做离心运动的质点是做半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动，它不是沿半径方向飞出．③做离心运动的质点不存在所谓的“离心力”作用，因为没有任何物体提供这种力．离心运动的应用1、离心干燥器的金属网笼利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉的装置解释：oFmrω2Fν当网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F足以提供所需的向心力F使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，附着力F不足以提供所需的向心力F，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。2、洗衣机的脱水筒3、用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内当离心机转得比较慢时，缩口的阻力F足以提供所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动。当离心机转得相当快时，阻力F不足以提供所需的向心力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。4、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。要使原来作圆周运动的物体作离心运动，该怎么办？问题1：A、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。B、减小合外力或使其消失三、离心运动的防止：1、在水平公路上行驶的汽车转弯时υFmυr2F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、飞轮等问题2：要防止离心现象发生，该怎么办？A、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动时所需的向心力减小B、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力1、下列说法正确的是()A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心；B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心；C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动；D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故。巩固练习：B２、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以：()A、增大汽车转弯时的速度B、减小汽车转弯时的速度C、增大汽车与路面间的摩擦D、减小汽车与路面间的摩擦BC3、物体做离心运动时，运动轨迹是（）A．一定是直线。B．一定是曲线。C．可能是直线，也可能是曲线。D．可能是圆。4、下列说法中错误的有：（）A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心C、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速D、离心水泵利用了离心运动的原理B5、雨伞半径为R，高出地面h，雨伞以角速度ω旋转时，雨滴从伞边缘飞出（）A．沿飞出点半径方向飞出，做平抛运动。B．沿飞出点切线方向飞出，做平抛运动。C．雨滴落在地面上后形成一个和伞半径相同的圆圈。D．雨滴落在地面上后形成一个半径的圆圈ghRr/2126、质量为m物体A用线通过光滑的水平板上的小孔与质量为M砝码B相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示．如果减小M的质量，则物体的轨道半径r，角速度ω线速度v的大小变化情况是()A．r不变，v变小，ω变小B．r增大，ω减小，v不变C．r减小，v不变，ω增大D．r减小，ω不变，v变小