第六章 第四节 生活中的圆周运动 课件（30张PPT）

物体做匀速圆周运动时需要什么力？谁来提供？
物体需要向心力，由合力提供向心力
向心力的特点
方向：总是指向圆心
大小：
复习回顾
F合
“供需”平衡 物体做匀速圆周运动
提供物体做匀速圆周运动的合力
做匀速圆周运动所需的向心力
=
从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体
F向
一般解题思路
5.7 生活中的圆周运动



a：此时火车受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。
b：外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。
FN
G
F弹
外轮缘
内轨道
外轨道
内轮缘
　　外轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！
外轨对外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、火车速度为30m/s，弯道的半径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？
　　让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨对外轮缘的挤压。
FN
G
o
F
为了减轻铁轨的受损程度，你能提出一些可行的方案吗？
当v=v0时：
当v>v0时：
当v内外轮缘不受侧向压力
外轮缘受到外轨向内的挤压力
内轮缘受到内轨向外的挤压力
F弹
F弹
列车速度过快，造成翻车事故
汽车过拱桥

凹形桥
汽车过凹桥时，在最低点
时，车对凹桥的压力怎样？
FN>G，即汽车对桥的
压力大于其所受重力，
处于超重状态。
凹形路面
转化模型
F合=F向
凸形路面

转化模型
车在拱桥最高点时：
◎过最高点条件：
◎临界速度：
F合=F向
FN=0时完全失重
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？……
航天中的失重现象
例1如图所示，半径为R的光滑半圆球固定在水平面上，顶部有一小物体A。今给它一个水平初速度 ,则物体将（ ）
A、沿球面下滑至M点
B、沿球面下滑至某一点N，便离开球面做斜下抛运动
C、立即离开半球面做平抛运动
D、以上说法都不正确
M
m
O
R
v0
N
C
题2一辆质量为800 kg的汽车在圆弧半径为50 m的拱桥上行驶（g取10 m/s2）。
（1）若汽车到达桥顶时速度为v1=5 m/s，汽车对桥面的压力是多大？
（2）汽车以多大速度经过桥顶时，恰好对桥面没有压力？
（3）汽车对桥面的压力过小是不安全的，因此汽车过桥时的速度不能过大。对于同样的车速，拱桥圆弧的半径大些比较安全，还是小些比较安全？
（4）如果拱桥的半径增大到与地球半径一样大，汽车要在桥面上腾空，速度至少为多大？（已知地球半径为6 400 km）
　拱桥模型
20
离心脱水
离心甩干
甲 乙
例:如图所示，把两个完全相同的甲、乙两物体放在水平转盘上，甲离转盘中心近些，当逐渐增大转盘的转速时，哪个先滑离原来的位置？为什么？
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。
四、离心运动
1、离心运动：
2、物体作离心运动的条件：
A
返回
当F合= Fn，做圆周运动
当F合=0 或F合< Fn时，做离心运动
当F合> Fn，做向心(近心)运动
3、离心运动 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：
o
F2
F
ν
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。
O
mg
FN
F静
静摩擦力提供向心力
4、离心运动的防止：
汽车转弯的时候为什么要减速慢下来？
O
mg
FN
Ff
当汽车转弯的半径一定时,汽车的速度v越大,所需的向心力也越大,静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩擦力时:
υ
Ff < m
υ
r
2
F
思维拓展
高速公路转弯处也是外高内低，
并且超车道比主车道更加倾斜
08 三月 2021
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一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( )
A. a处 ?B. b处 ? C. c处 ?? D. d处
a
b
c
d
D
B