5[1].7《生活中的圆周运动》

5.7生活中的圆周运动：1、定义：质点沿圆周运动，在相等的时间里通过的圆弧长度相等。2、描述运动的物理量：Tt2/Trtsv2/线速度：角速度：周期：2/2vrT频率：Tf/1向心加速度大小：rrva22方向：始终指向圆心向心力rmrvmF22始终指向圆心大小：方向：非匀变速曲线运动。3、匀速圆周运动性质是：一、本章知识要点回顾ωO例一、水平面上绕自身轴匀速旋转的圆盘上放置一木块，木块相对圆盘静止，试分析木块的向心力。木块受力：竖直向下的重力GG竖直向上的支持力NN水平方向指向圆心的摩擦力f木块做圆周运动所需向心力：f由圆盘对木块的静摩擦力f提供例二、试分析在竖直放置光滑圆锥内做匀速圆周运动小球所需的向心力。小球受力：竖直向下的重力G垂直圆锥面的支持力NGNF小球的向心力：由重力和支持力的合力提供例三、讨论火车转弯时所需向心力。1、内外轨道一样高时：F向心力F由外侧轨道对铁轨的压力提供二、火车转弯1、火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受的合力等于零。2、火车转弯时，火车做曲线运动，所受的合外力不等于零，合外力又叫向心力，方向指向圆心。外轨对轮缘的弹力就是使火车转弯的向心力圆心0实例分析2、当外轨略高于内轨时：火车受力：竖直向下的重力GG垂直轨道面的支持力NNF火车的向心力：由G和N的合力提供当时，车轮对内外轨都无压力。规定vvrvmmgFFF2tan即适当可使若向轮缘与轨无挤压向FFgrv;tan0向；FFgrvtan所差有外轨提供所差有内轨提供向FFgrv;tan三、汽车过桥1、23、1、分析汽车的受力情况GN2、找圆心圆心03、确定F合即F向心力的方向。F向心力4、列方程F向心力=F合=G-NN=G-rvm2rvm2注意公式中V用汽车过桥顶时的瞬时速度1、分析汽车的受力情况GN2、找圆心圆心03、确定F合即F向心力的方向。F向心力4、列方程F向心力=F合=N-GN=G+rvm2rvm2注意公式中V用汽车过桥底时的瞬时速度1、分析汽车的受力情况GN2、找圆心圆心03、确定F合即F向心力的方向。F向心力4、列方程F向心力=F合=N-GN=G+rvm2rvm2圆心0F向心力F向心力=F合=G-NN=G-rvm2rvm2或但由于桥是水平，故圆心O在无穷远处，r为无穷大。02rvmN=G比较三种桥面受力的情况rvmGN2rvmGN2N=G试讨论下面情况中，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生？rvmGN2当V越大时，则越大，N越小。rvm2当V增大某一值时，N=0，grV此时：grV当汽车飞出去了。其他类似的临界问题：线或绳刚好过最高点的速度特征和条件？杆刚好过最高点的速度特征和条件？grv0v四、航天器中的失重现象地球可以看成一个巨大的拱形桥Ro极限速度分析：mgFNFN=Rvgm2Rvm2Mg-FN=令FN=0，有：grv人处于完全失重状态时，物体作离心运动；rvmF2合时，物体靠近圆心运动。rvmF2合vR时，物体作圆周运动；rvmF2合在实际中，有一些利用离心运动的机械，这些机械叫做离心机械。离心机械的种类很多，应用也很广。例如，离心干燥（脱水）器，离心分离器，离心水泵。五、离心现象事例：离心干燥器离心现象有时也会带来危害。离心运动的利用和防止•1、应用：离心脱水器等•2、防止：汽车转弯，高速砂轮限速等问题：汽车转弯时速度过大，会应离心运动造成事故。如果汽车行驶在平地上，已知地面与轮胎之间的摩擦因素为μ，当转弯半径为r时，最大的速度不能超过多少？例题1、如图所示被一细绳系住的小球质量为50g，小球在水平面内做匀速圆周运动，半径r=0.2m，小球转数为120r/min，求小球受到的向心力的大小，并回答这一向心力是由什么力提供的。⍬r解：n=120r/min=2r/sf=2Hzf24NNrmF6.12.0)4(1050232向心力⍬rF向心力是由什么力提供的？分析小球的受力情况F向心力指向圆心，即：G与N的合力指向圆心将T分解如图所示GTT1T2T2=GT1=F向心力