(共29张PPT)
8生活中的圆周运动
知识回顾
物体做圆周运动时，受力有何共同点
物体要受到指向圆心的向心力
向心力的特点
方向：总是指向圆心
大小：
分析做圆周运动的物体受力情况
提供向心力
受力分析
Ff
FN+mg
向心力公式的理解
“供需”平衡 物体做匀速圆周运动
从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体
火车车轮介绍
一、铁路的弯道
例＊若火车质量为m，转弯半径为r，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为θ ，请问火车的速度为多大？
当v=v0时：
当v>v0时：
当v轮缘不受侧向压力
轮缘受到外轨向内的挤压力
轮缘受到内轨向外的挤压力
讨论:
F合＜Fn，“供需”不平衡，如何解决？
F合＞Fn，“供需”不平衡，如何解决？
f1+f2=mv2/r
如果汽车的速度很大，会出现什么情况呢？有什么解决措施？
问题、汽车转弯，情况又如何呢？
μG＜mv2/r
汽车转弯时的措施：
把转弯处的道路修成
外高内低。
FN>G，即桥对车的支持力大于其所受重力，
处于超重状态。
2、汽车过凹桥时，在最低点时，凹桥对车的支持力怎样？
二、拱形桥
1、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？
FN3、汽车过凸桥时，在最高点时，
凸桥对车的支持力又怎样？
a
a
4、若汽车的运动速度变大，压力如何变化？
二、拱形桥
思考与讨论：
地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对
车的支持力为零？
这时驾驶员与座椅
之间的压力是多少？
……
此时
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
其实对于任何一个按惯性飞行（只受重力作用）的飞行器或容器，其中的所有物体都处于完全失重状态。
若在近轨道绕地球做匀速圆周运动：
29.一辆汽车匀速率通过半径为R的圆弧拱形路面，关于汽车的受力情况，下列说法正确的是（ ）
A．汽车对路面的压力大小不变，总是等于汽车的重力
B．汽车对路面的压力大小不断发生变化，总是小于汽车所受重力
C．汽车的牵引力不发生变化
D．汽车的牵引力逐渐变小
BD
四、离心现象
做匀速圆周运动的物体，在一定条件下，做逐渐
远离圆心的运动，这种运动叫离心运动。
１、观察与思考
观察实验现象回答下列问题:
（1）木块为什么会离开转盘？
（2）什么叫做离心运动？
但提供向心力的合力为静摩擦力，f≤fmax
做匀速圆周运动的物体,由于惯性总有沿切线方向飞去的倾向，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的情况下，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=mrω2
F>mrω2
FF=0
2、合外力与向心力的关系
“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动
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
在田径比赛中，链球项目就是得用离心现象来实现投掷的。链球的投掷是通过预摆和旋转来完成的，运动员手持链球链条的一端，在链球高速旋转时，突然松手，拉力消失，链就沿切线方向飞出去。
在雨天，我们可以通过旋转雨伞
的方法甩干雨伞上的水滴，旋转时，当转动快到一定的程度时，水滴和雨伞之间的附着力满足不了水滴做圆周运动所需的向心力，水滴就会做远离圆心的运动而被甩出去。
把湿布块放在离心干燥器的金属网笼里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力 F足以提供所需要的向心力，使水滴做圆周运动.当网笼转的比较快时，附着力 F 不足以提供所需要的向心力，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把湿衣服甩干的。
③离心干燥器
o
F2
F
ν
（2）离心运动的防止：
①在水平公路上行驶的汽车转弯时
υ
fmax < m
υ
r
2
f
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
高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过
允许的最大转速，如果转速过高，砂轮、飞轮内部分子间的作用力不足以提供所需的向心力时，离心运动会便它们破裂，甚至酿成事故。为了防止事故的发生，通常还要在砂轮和飞轮的外侧加装一个防护罩。
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、c
3、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
D
ACD
讨论：
物做近心运动
①线和内轨模型：
五.竖直平面内的圆周运动
？
五.竖直平面内的圆周运动
②杆和双轨模型 ：
能过最高点的临界条件：
当速度V> 时,杆子对小球是拉力.
当速度V< 时,杆子对小球是支持力.
当速度V= 时,杆子对小球无作用力.
mg
N
F
31. 如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动．圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨．则其通过最高点时（ ）
A．小球对圆环的压力大小等于mg
B．小球受到的向心力等于重力
C．小球的线速度大小等于
D．小球的向心加速度大小等于g
BCD
32. 如图所示，质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为m的小球，另一端能绕光滑的水平轴O转动.让小球在竖直平面内绕轴O做半径为
的圆周运动，小球通过最高点时的线速度大小为v.下列说法中正确的是( )
A.v不能小于
B.v＝
时，小球与细杆之间无弹力作用
时，小球与细杆之间的弹力随v增大而增大
时，小球与细杆之间的弹力随v减小而增大
C.v大于
D.v小于
BCD
重力、绳的拉力
重力、杆的拉力或支持力
重力、外管壁的支持力或内管壁的支持力
小结：竖直平面内的变速圆周运动
绳 杆 圆管
m的受力情况
最高点A的速度
最低点B的速度
例、如图所示，质量为m的小球，用长为L的细绳，悬于光滑斜面上的0点，小球在这个倾角为θ的光滑斜面上做圆周运动，若小球在最高点和最低点的速率分别是vl和v2，则绳在这两个位置时的张力大小分别是多大?
巩固应用
T1
mgsinθ
mgsinθ
T2
T1＋mgsinθ＝mv12/L
T1＝mv12/L- mgsinθ
T2-mgsinθ＝mv22/L
T2＝mgsinθ+mv22/L
匀速圆周运动问题的解题步骤
1.分析物体运动情况,判断是否是匀速圆周运动.
2.确定轨道平面和圆心位置,明确向心力的方向.
3.受力分析,画出受力图,沿半径指向圆心方向和垂直轨道平面方向建立直角坐标系,将力进行正交分解.
4.由牛顿第二定律列方程.垂直轨道平面方向上合力为零,指向圆心方向合力等于向心力.
5.解方程求结果并对结果进行适当说明.
第八节 生活中的圆周运动
【巩固教材－稳扎稳打】
1．关于列车转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是 ( )
A．内外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故
B．因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒
C．外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨的挤压
D．以上说法都不对
2．关于离心运动，下列说法中正确的 ( )
A．物体突然受到向心力的作用，将做离心运动。
B．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时将做离心运动。
C．做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化，就将做离心运动。
D．做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或变小时将做离心运动。
3．下列哪些现象是为了防止物体产生离心运动 ( )
①汽车转弯时要限制速度 ②转速很高的砂轮半径不能做得太大。
③在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨④洗衣机脱水工作。
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
4．市内公共汽车在到达路口转变前，车内广播中就要播放录音：“乘客们请注意，前面车辆转弯，请拉好扶手”，这样以 ( )
A．提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向前倾倒
B．提醒包括坐着和站着的全体乘客均拉好扶手，以免车辆转弯时可能向后倾倒
C．主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的外侧倾倒
D．主要是提醒站着的乘客拉好扶手，以免车辆转弯时可能向转弯的内侧倾倒
【重难突破—重拳出击】
1.一个做匀速圆周运动的物体，当合力FA．将沿切线方向做匀速直线飞出 B．将做靠近圆心的曲线运动
C．将做远离圆心的曲线运动 D．将做平抛运动
2．冰面对溜冰运动员的最大摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，其安全速度为 ( )
A．υ = k B．υ≤ C．υ≤ D．υ≤
3．物体做离心运动时，运动轨迹的形状为 ( )
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．可能是一个圆
4．如图6-30，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是 ( )
A．a处为拉力，b处为拉力
B．a处为拉力，b处为推力
C．a处为推力，b处为拉力
D．a处为推力，b处为推力
5．洗衣机的甩干筒在转动时有一衣物附在筒壁上，则此时
①衣服受重力、筒壁的弹力和摩擦力
②衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力
③筒壁的弹力随筒的转速的增大而增大
④筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大
以上说法正确的是 ( )
A．①② B．①③ C．②④ D．③④
6．汽车在倾斜的弯道上拐弯，弯道的倾角为θ，半径为r，则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是（提示：转弯半径是水平的） ( )
A． B．
C． D．
7．如图6-31所示，一圆盘可绕一通过圆盘中心O且垂直于盘面的竖直轴转动，在圆盘上放置一个木块，当圆盘匀角速转动时，木块随圆盘一起运动，那么 ( )
A．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向背离圆盘中心
B．木块受到圆盘对它的摩擦力，方向指向圆盘中心
C．当圆盘的角速度超过一定数值时，木块将滑动
D．因为摩擦力总是阻碍物体的运动，所以木块所受到圆盘对它的摩擦力的方向与木块的运动方向相反
8．小球A和B用细线连接，可以在光滑的水平杆上无摩擦地滑动，已知它们的质量之比m1∶m2＝3∶1，当这一装置绕着竖直轴做匀速转动且A、B两球与水平杆子达到相对静止时(如图6-32所示)，A、B两球做匀速圆周运动的
( )
A．线速度大小相等
B．角速度相等
C．向心力的大小之比为F1∶F2＝3∶1
D．半径之比为r1∶r2＝1∶3
【巩固提高—登峰揽月】
1．杂技演员表演“水流星”，使装有水的瓶子在竖直平面内做半径为0.9 m的圆周运动，若瓶内盛有100 g水，瓶的质量为400 g，当瓶运动到最高点时，瓶口向下，要使水不流出来，瓶子的速度至少为 m/s,此时水的向心力为 N，绳子受到的拉力为______N，若在最低点的速度是临界速度的2倍，则此时，水的向心力为______N，绳子受到的拉力为______N，水对瓶底的压力为______N.
2．如图6-33所示，半径为R的球壳，内壁光滑，当球壳绕竖直方向的中心轴转动时，一个小物体恰好相对静止在球壳内的P点，OP连线与竖直轴夹角为θ．试问：球壳转动的周期多大？
【课外拓展—超越自我】
1．拍苍蝇与物理有关，市场上出售的蝇拍（如图6－34）把长约30 cm.拍头长12 cm.宽10 cm。这种拍的使用效果往往不好，拍未到，蝇已飞。有人将拍把增长到60 cm，结果是打一个准一个，你能解释其原因吗？
第八节 生活中的圆周运动
【巩固教材－稳扎稳打】1.C 2.D 3.A 4.C
【重难突破—重拳出击】1.C 2.B 3.Ｃ 4.AB 5. B 6.C 7. BC 8. BD
【巩固提高—登峰揽月】 1.3；1；0；4；25；5
2.解析：小物体受重力mg和球壳支持力N的作用：重力竖直向下，支持力垂直于球壳的内壁指向球心O，它们的合力沿水平方向指向竖直转轴，大小为mgtanθ；小物体在水平面中做圆周运动，圆半径为r＝Rsinθ，设球壳转动的角速度为ω，则小物体 做圆周运动的运动方程为mgtanθ
(1)相对静止于球壳内P处的小物体作匀速圆周运动的向心力来源于重力mg和球壳对其支持力N的合力．由力的平行四边形定则可确定其合力与分力间的关系．
(2)小物体所受的合外力(即向心力)的方向与向心加速度方向相同，垂直于转轴指向轨道圆心 O′而不是指向球壳的球心O．
【课外拓展—超越自我】1．拍头速度增大为原来的2倍，所以容易打着
图6-30
图6-31
图6-32
图6-33
图6－34
