必修二57生活中的圆周运动2

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,5.7,生活中的圆周运动,二,.,竖直,平面内的圆周运动,1.,汽车,过桥,为什么桥的外形都是凸起的,而很少有,凹陷的？这样的设计跟向心力又有怎么样的关系呢？,汽车质量为,m,，通过桥最高点速度为,v,，桥半径为,R,，则在最高点汽车对桥的,压力,为多大？,mg,F,N,F,n,=m,v,2,R,F,合,mg,F,N,v,2,R,mg,F,N,m,v,2,R,F,N,mg,m,由牛顿第三定律得,v,2,R,F,压,F,N,mg,m,F,N,mg,若汽车通过拱桥的速度增大，会出现什么情况？,（,1,）,拱形桥,v,2,R,mg,m,mg,F,N,当,F,N,=0,时，汽车脱离桥面，汽车做平抛运动，汽车及其中的物体处于完全失重状态。,F,N,0,时，汽车的速度为多大？,v,gR,v,2,R,F,N,mg,m,汽车过桥时一般都会有一个限速，规定汽车的速度不能大于这个限速，就是因为上面的原因。,泸 定 桥,另类的桥凹形桥,过水路面指的是为了通过平时无水或流水很少的宽浅河流而修筑的在洪水期间容许水流浸过的路面。,（,2).,凹形桥,汽车质量为,m,，通过桥最低点速度为,v,，桥半径为,R,，则在最低点汽车对桥的压力为多大？,F,合,F,N,mg,v,2,R,F,N,mg,+,m,由牛顿第三定律得,v,2,R,F,压,F,N,mg,+,m,v,2,R,F,N,mg,m,F,N,mg,若汽车通过凹形桥的速度增大，会出现什么情况？,F,N,mg,F,n,=,m,v,2,R,F,N,=G,(3),比较,三种桥面受力的,情况,失重,超重,思考与讨论,地球可以看作一个巨大的拱型桥，其半径就是地球半径,R,（,R=6400km,），,若汽车不断加速，则地面对它的支持力就会变小，汽车速度多大时，支持力会变成零？,三,.,航天器,中的,失重现象,宇航员,处于,完全失重的,状态，这种现象与向心力又有怎么样的联系呢,？,是什么力维持近地航天器做圆周运动？,万有引力,r,mg,F,N,对宇航员：,F,N,=0,，宇航员处于,完全失重,状态,上述观点是错误的。正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的人和物体环绕地球做圆周运动，若没有引力则不会绕地球做圆周运动。,有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力。这种说法对吗？,此时,F,引,=F,向,，故人与物均处于完全失重状态,F,=,r,v,m,2,提,供,物体做圆周运动的向心力,物体做圆周运动所,需,要,的向心力,当,“,供,”“,需,”,平衡,时，物体做圆周运动,想一想：,当,“,供,”“,需,”,不平衡,时，物体将如何运动呢？,赛道的设计,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，它会怎样运动？,1.,做圆周运动的物体，在其所受合外力突然消失，或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。,(,根本原因就是惯性,),四,.,离心运动,2.,物体作离心运动的条件：,F,合,F,n,思考问题？,F,合,=,F,n,做,什么运动？,F,合,=0,做什么运动？,F,合,F,n,做,什么运动？,F,合,F,n,做,什么运动？,圆周,近心,切线,离心,离心抛掷,离心脱水,离心分离,离心甩干,3.,离心,运动的,应用,(1),为什么汽车在公路转弯处要限速？,4.,离心运动的防止,O,mg,F,N,F,静,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,n,大于最大静摩擦力,F,max,，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。,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向心力时，离心运动会使它们破裂，酿成事故,(2),为什么转动的砂轮、飞轮等都要限速？,