课件28张PPT。一、铁路的弯道 火车转弯时实际是在做圆周运动，那么火车转弯时是如何获得向心力的 ？应该如何解决这一实际问题 应该如何解决这一实际问题 1、火车转弯时向心力是水平的． 从这个例子我们进一步知道 ：2、向心力是按效果命名的力，如果认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用，还要再受到一个向心力，那就不对了。二、拱形桥 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力． 拱形桥二、凹形桥下面再一起共同分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些．该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天飞机中。 三、航天器中的失重现象三、航天器中的失重现象 假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动,速率为V，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力。试求座舱对宇航员的支持力。通过求解，你可以得出什么结论?四、离心运动 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。1、离心运动：2、物体作离心运动的条件：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：oF体作离心运动，该怎么办？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2、洗衣机的脱水筒离心运动的危害 高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的最大转速。转速过高时，砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需的向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。 现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施（如图），“魔盘”转动很慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开。当盘的转速逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越厉害。设“魔盘”转速为6转/分，一个体重为30kg的小孩坐在距离轴心1m处（盘半径大于1m）随盘一起转动（没有滑动）。这个小孩受到的向心力有多大？这个向心力是由什么力提供的？一、铁路的弯道
1．讨论向心力的来源：
2．外轨高于内轨时重力与支持力的合力是使火车转弯的向心力
3．讨论：为什么转弯处的半径和火车运行速度有条件限制?
二、拱形桥
1．思考：汽车过拱形桥时，对桥面的压力与重力谁大?
2．圆周运动中的超重、失重情况．
三、航天器中的失重现象
四、离心运动
1．离心现象的分析与讨论．
2．离心运动的应用和防止． 通过本节课的学习我们知道： 如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( )A、在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力
B、在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力
C、汽车对桥面的压力小于汽车的重力
D、汽车对桥面的压力大于汽车的重力BC 如图所示，圆弧形拱桥AB的圆弧半径为40m，桥高l0m，一辆汽车通过桥中央时桥受压力为车重的1/2，汽车的速率多大?若汽车通过桥中央时对桥恰无压力，汽车的落地点离AB中点P多远? 典型的变速圆周运动 —— 竖直平面内的圆周运动1、模型一：细绳、圆形轨道模型（只能提供拉力）最高点：临界条件：临界速度：最高点：临界条件：临界速度：能通过最高点的条件是在最高点速度2、模型二：轻杆、圆管模型（1） 轻杆提供向下拉力（圆管的外壁受到挤压
提供向下的支持力） 重力恰好提供作为向心力，轻杆（圆管）
对球没有力的作用（2） 轻杆提供向上的支持力（圆管的内壁
受到挤压提供向上的支持力）（3）（4） 注释：这个速度可理解为恰好转过或恰好转不过的速度 例1 如图所示，一质量为m的小球，在半径为R 光滑轨道上，使其在竖直面内作圆周运动。(1)若小球恰好能通过最高点，则小球在最高点的速度是多少？小球的受力情况如何？(2)若小球在最低点受到轨道的弹力为8mg，则小球在最低点的速度是多少？例2 如图所示，一质量为m的小球，用长为L轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动。(1)若小球恰好能通过最高点，则小球在最高点的速度是多少？小球的受力情况如何？(2)若小球在最低点受到杆子的拉力为5.5mg，则小球在最低点的速度？例3 如图所示，一质量为m的小球，放在一个内壁光滑半径为R的封闭管内，使其在竖直面内作圆周运动。(1)若小球恰好能通过最高点，则小球在最高点的速度是多少？小球的受力情况如何？(2)若小球在最低点受到管道的力为6mg，则小球在最低点的速度是多少？R例3如图4－3－20所示，将完全相同的两小球A、B，用长L=0.8 m的细绳悬于以v=4 m/s向右匀速运动的车厢顶部，两球分别与小车前后壁接触，由于某种原因，车厢突然停止，此时悬线的张力之比FT1∶FT2为（g取10 m/s2）（ C ） 图4－3－20 A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4 例4 杆长为L，球的质量为m，杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动，已知在最高点处，杆对球的弹力大小为F=1/2mg，求这时小球的即时速度大小。解：小球所需向心力向下，本题中F=1/2mg＜mg，
所以弹力的方向可能向上，也可能向下。⑴若F 向上⑵若F 向下课件15张PPT。5.7 生活中的圆周运动GFNF弹外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。2、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？一、铁路的弯道1、火车做匀速直线运动和匀速转弯运动状态是否 相同？轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！3、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？例1、火车速度为30m/s，弯道半径R=900m，火车的质量m=8×105kg，转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大？4、为了减轻铁轨的受损程度，让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨对轮缘的挤压当v=v0时：当v>v0时：当v1、分析汽车的受力情况2、找圆心圆心03、确定F合即F向的来源。4、列方程F向=F合
=G-FN
FN=G-(一)汽车过凸形桥顶汽车过桥顶时对桥的压力小于重力，处于失重状态讨论:
汽车行驶速度越大，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？当V 越大时，则 越大，FN越小。当V增大某一值时，FN=0，此时：分析步骤
1、分析汽车的受力情况2、找圆心3、确定F合即F向的来源。4、列方程F向=F合
=FN-G
FN=G +(二)汽车过凹形桥底汽车过桥底时的压力大于重力，处于超重状态（4）解方程，对结果进行必要的讨论。运用向心力公式解题的步骤：（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。（3）以向心方向为正方向，据向心力公式列方程。 1、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
A、a、b B、a、c C、b、d D、b、cD2、一辆汽车m=2.0×103kg在水平公路上行驶，经过半径r=50m的弯路时，如果车速度v=72km/h，这辆汽车会不会发生事故？
（轮胎与路面间的最大静摩擦力fmax= 1.4×104N。）据题意，最大静摩擦力只为1.4×104N，所以汽车会发生事故
如图所示，圆弧形拱桥AB的圆弧半径为40m，桥高l0m，一辆汽车通过桥中央时桥受压力为车重的1/2，汽车的速率多大?若汽车通过桥中央时对桥恰无压力，汽车的落地点离AB中点P多远? 课件12张PPT。5.7 生活中的圆周运动三、航天器中的失重现象 在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中的宇航员，除了地球引力外，还可能受到飞船座舱对他的支持力FN。当 时,座舱对他的支持力FN=0,航天员处于完全失重状态得由四、离心运动1、观察实验现象:（1）木块为什么会离开转盘？（2）什么叫做离心运动？原因：木块所需向心力 随着v的增大而增大，木块相对不动是由于提供向心力的合力为静摩擦力，且f≤fmax，当 > fmax时，木块离开了转盘（即木块不再相对静止）。 做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。能提供的向心力小于物体需要的向心力做匀速圆周运动的物体,在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力时，做逐渐远离圆心的离心运动；当合外力大于物体做圆周运动所需的向心力时，物体做离圆心越来越近的向心运动；只有当合外力等于所需的向心力时，物体才可能做匀速圆周运动。F=mrω2F>mrω2
FF=02、合外力与向心力的关系3、离心运动的应用和防止（1）离心运动的应用①甩干雨伞上的水滴②链球运动③离心干燥器（2）离心运动的防止：①在水平公路上行驶的汽车转弯时②高速转动的砂轮、飞轮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：oF体作离心运动，该怎么办？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2、洗衣机的脱水筒离心运动的危害 高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的最大转速。转速过高时，砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需的向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。 现在有一种叫做“魔盘”的娱乐设施（如图），“魔盘”转动很慢时，盘上的人都可以随盘一起转动而不至于被甩开。当盘的转速逐渐增大时，盘上的人便逐渐向边缘滑去，离转动中心越远的人，这种滑动的趋势越厉害。设“魔盘”转速为6转/分，一个体重为30kg的小孩坐在距离轴心1m处（盘半径大于1m）随盘一起转动（没有滑动）。这个小孩受到的向心力有多大？这个向心力是由什么力提供的？BC ２、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
A、a、b B、a、c C、b、d D、b、c3、下列说法中正确的有：（ ）
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DACD4、有一种大型游戏器械，它是一个圆筒型大容器，筒壁竖直，游客进入容器后，靠筒壁站立，当圆筒开始转动后，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是因为 ( )?
A.游客受到筒壁垂直的压力的作用?
B.游客处于失重状态?
C.游客受到的摩擦力等于重力
D.游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势
AC课件9张PPT。 典型的变速圆周运动 —— 竖直平面内的圆周运动1、模型一：细绳、圆形轨道模型（只能提供拉力）最高点：临界条件：临界速度：最高点：临界条件：临界速度：能通过最高点的条件是在最高点速度 轻杆提供向下拉力（圆管的外壁受到挤压
提供向下的压力）2、模型二：轻杆、圆管模型（2） 重力恰好提供作为向心力，轻杆（圆管）
对球没有力的作用（1） 轻杆提供向上的支持力（圆管的内壁
受到挤压提供向上的支持力）（3）（4） 注释：这个速度可理解为恰好转过或恰好转不过的速度 所以说，球在最高点的最小速度是0①能过最高点v临界＝0，此时支持力FN＝mg
②当 时，FN为支持力，
有0＜FN＜mg，且FN随v的增大而减小
③当 时，FN＝0
④当 ，FN为拉力，
有FN＞0，FN随v的增大而增大例1 如图所示，一质量为m的小球，在半径为R 光滑轨道上，使其在竖直面内作圆周运动。(1)若小球恰好能通过最高点，则小球在最高点的速度是多少？小球的受力情况如何？(2)若小球在最低点受到轨道的弹力为8mg，则小球在最低点的速度是多少？例2 如图所示，一质量为m的小球，用长为L轻杆固定住，使其在竖直面内作圆周运动。(1)若小球恰好能通过最高点，则小球在最高点的速度是多少？小球的受力情况如何？(2)若小球在最低点受到杆子的拉力为5.5mg，则小球在最低点的速度？例3 如图所示，一质量为m的小球，放在一个内壁光滑半径为R的封闭管内，使其在竖直面内作圆周运动。(1)若小球恰好能通过最高点，则小球在最高点的速度是多少？小球的受力情况如何？(2)若小球在最低点受到管道的力为6mg，则小球在最低点的速度是多少？R例3如图4－3－20所示，将完全相同的两小球A、B，用长L=0.8 m的细绳悬于以v=4 m/s向右匀速运动的车厢顶部，两球分别与小车前后壁接触，由于某种原因，车厢突然停止，此时悬线的张力之比FT1∶FT2为（g取10 m/s2）（ C ） 图4－3－20 A.1∶1 B.1∶2 C.1∶3 D.1∶4 例4 杆长为L，球的质量为m，杆连球在竖直平面内绕轴O自由转动，已知在最高点处，杆对球的弹力大小为F=1/2mg，求这时小球的即时速度大小。解：小球所需向心力向下，本题中F=1/2mg＜mg，
所以弹力的方向可能向上，也可能向下。⑴若F 向上⑵若F 向下
