生活中的圆周运动课件

5.7 生活中的圆周运动第一课时第一课时一、水平面内的圆周运动（火车转弯）自学指导1：1.火车在平直的轨道上匀速行驶时所受合力如何？2.如果轨道是水平的，火车转弯时，做曲线运动，需要的向心力由哪些力提供呢？3.火车的质量很大，行驶的速度也不小，如此长时间后，对轨道和列车有什么影响？4.火车实际转弯处的情况 如何，向心力由哪些力提供呢？给同学们三分钟时间看书26页，“铁路的弯道”。完成以下问题 铁路的弯道铁路的弯道F外轨外轮内轨内轨内轮车轮介绍车轮介绍内外轨道一样高内外轨道一样高GGN N外轨对轮缘的弹力提供向心力外轨对轮缘的弹力提供向心力铁路的弯道铁路的弯道外轨略高于内轨外轨略高于内轨G GN NF F重力重力G G和支持力和支持力N N的合力的合力提供向心力提供向心力.FNmgF探究实际问题：火车以半径火车以半径r r=900 m 900 m 转弯，转弯，火车质量为火车质量为 8 810105 5 kgkg ，轨道宽为，轨道宽为l l=1.4 m1.4 m，外轨比内轨高外轨比内轨高 h=14cmh=14cm，为了使铁轨不受轮缘为了使铁轨不受轮缘的挤压，的挤压，火车的速度应为多大？火车的速度应为多大？l lh【教师活动】如果火车在转弯处的速度不等于规定速度，会发生怎样情况？列车速度过快，造成翻车事故思考：汽车在水平地面上转弯是什么力提供向思考：汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢？心力的呢？拓展：拓展：汽车转弯汽车转弯mgNf f静静 圆锥摆rOOlhFTGF合合F合合mgtan小球所需小球所需向心力向心力Fn=m v2r水平面内的圆周运动几种常见的圆周运动OORmmOrmgNF合合mgNF合合二、竖直平面内的圆周运动（拱形桥）自学指导2：1如果汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖直方向上受力如何？2如果汽车在拱形桥顶点静止时，桥面受到的压力如何？3如果汽车在拱形桥上，以某一速度v通过拱形桥的最高点的时候，桥面受到的压力如何？是什么力提供汽车的向心力是什么力提供汽车的向心力？给同学们3分钟时间看书2728页“拱形桥”，完成以下问题：问题：质量为质量为 m m 的汽车以恒定的速率的汽车以恒定的速率 v v 通过通过半径为半径为 r r 的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是多大？时对路面的压力是多大？v解：汽车通过桥顶时，受力如图：解：汽车通过桥顶时，受力如图：由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：由牛顿第三定律：由牛顿第三定律：思考：如果汽车在桥面的速度不断增大，汽车对桥面的压力怎样变化？最终可能会发生什么现象？rvmNmg2=-rvmmgN2-=失失 重重.Nmgv过拱形桥在当速度不断增大的时候，压力会不断减小，当达到 时，汽车对桥面完全没有压力，汽车“飘离”桥面解：汽车通过底部时，受力如图：解：汽车通过底部时，受力如图：由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：由牛顿第三定律：由牛顿第三定律：rvmmgN2+=rvmmgNN2+=GN拓展：拓展：公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修公路在通过小型水库泄洪闸的下游时常常要修建凹形桥，也叫建凹形桥，也叫“过水路面过水路面”。请你根据上面分析汽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比汽车的重量大些还是小些？点时对桥的压力比汽车的重量大些还是小些？超超 重重汽车对桥面的压力超重失重状态最高点最低点失重失重超重超重小结：小结：ro omgmgN N要使水不洒出，应满足要使水不洒出，应满足N0N0课堂检测课堂检测杂技节目杂技节目“水流星水流星”：一根细绳系着盛水子，演员抡起一根细绳系着盛水子，演员抡起绳子，杯子就做圆周运动，甚至杯子运动到竖直面内的最高绳子，杯子就做圆周运动，甚至杯子运动到竖直面内的最高点，已经杯口朝下，水也不会从里洒出。试分析保证这一节点，已经杯口朝下，水也不会从里洒出。试分析保证这一节目成功的条件是什么？目成功的条件是什么？想一想：想一想：过山车为什么在最高点不会掉下来？过山车为什么在最高点不会掉下来？巩固训练最高点：FNG分析：分析：作业 P 30 第2题 第4题自学指导3：给同学们10分钟时间看书，完成以下问题:1.航天器中物体的向心力由 提供。2.什么叫离心运动？物体做离心运动的条件是什么？3.作圆周运动的物体受到离心力的作用么？三、航天器中的失重现象三、航天器中的失重现象O OF FN Nmgmg因为mg FN=mv2/R所以，所以，F FN N=m(gm(g-v-v2 2/R)/R)当当时，时，F FN N=0,=0,航天员处于完全失重状态。航天员处于完全失重状态。F=rvm2提提供供物体做圆周物体做圆周运动的向心力运动的向心力物体做圆周运动物体做圆周运动所所需需要要的向心力的向心力当当 “供供”“”“需需”平衡平衡时，物体做圆周时，物体做圆周运动运动想一想：当“供”“需”不平衡时，物体将如何运动呢？四、离心运动四、离心运动 做圆周运动物体一旦失去向心力作用，它会做圆周运动物体一旦失去向心力作用，它会怎样运动？如果物体受的合力不足以提供向心力，怎样运动？如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动？它会怎样运动？四、离心运动四、离心运动F=0F=0F=mF=m2 2r rF mF m2 2r r1、定义：当向心力突然消失或指向圆心的合力不足时，当向心力突然消失或指向圆心的合力不足时，物体做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。物体做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。离离心心抛抛掷掷离离心心脱脱水水离离心心分分离离离离心心甩甩干干离心运动的应用用离心机把用离心机把体温计的水体温计的水银柱甩回玻银柱甩回玻璃泡内璃泡内制作棉花糖的原理：制作棉花糖的原理：内内筒与筒与洗衣机的脱水筒相似，里洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，加热使糖熔化成面加入白砂糖，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，较低的外筒，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。变得纤细雪白，像一团团棉花。O离心运动的防止F静静vOFv“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动供提供物体做圆周运动的力（受力分析）（重力、弹力、摩擦力）需物体做匀速圆周运动所需的力（运动情况）（速度、质量、半径）F=匀速圆周运动F向心运动向心、圆周、离心运动