5_7生活中的圆周运动.pptVIP

;;一、铁路的弯道 1．运动特点：火车转弯时实际是在做_____运动，因而具有向心加速度，由于其质量巨大，所以需要很大的_____力． 2．向心力来源 在修筑铁路时，要根据弯道的_____和规定的_________ ，适当选择内外轨的高度差，使转弯时所需的向心力几乎完全由_______和__________的合力提供．如图5－7－1.;图5－7－1 想一想　在弯道处，火车行驶速度大于规定的速度时，是外轨还是内轨易受损？ 答案　外轨;二、拱形桥 1．汽车过凸形桥(如图5－7－2 甲) ;2．汽车过凹形桥(如图5－7－2 乙) 三、航天器中的失重现象 1．航天器在近地轨道的运动 ;2．对失重现象的认识 航天器内的任何物体都处于_________状态，但并不是物体不受重力．正因为受到重力作用才使航天器连同其中的乘员_____________． ;想一想　航天器中处于完全失重状态的物体一定不受重力作用吗？ 答案　受重力作用．处于完全失重状态的物体仍受重力作用，重力提供向心力．;四、离心运动 1．定义：物体沿切线飞出或做_________圆心的运动． 2．原因：向心力突然_____或合外力____________所需向心力． 3．应用：洗衣机的_______，制作无缝钢管、水泥电线杆等． 想一想　物体做离心运动是不是因为受离心力作用？ 答案　不是．物体做离心运动并不是物体受到离心力作用，而是外力不能提供足够的向心力，所谓的“离心力”也是由效果命名的，实际并不存在． ;一、火车转弯问题 ?1．转弯时的圆周平面：火车做圆周运动的圆周平面是水平面，火车的向心加速度和向心力均是沿水平方向指向圆心．;3．速度与轨道压力的关系 (1)当v＝ v 0时，所需向心力仅由重力和弹力的合力提供，此时内外轨道对火车均无挤压作用． (2)当v v 0时，外轨道对轮缘有侧压力． (3)当v v 0时，内轨道对轮缘有侧压力． 4．汽车、摩托车赛道拐弯处，高速公路转弯处设计成外高内低，也是尽量使车受到的重力和支持力的合力提供向心力． ;【例1】　火车在半径r＝900 m的弯道转弯，火车质量为8×105 kg，轨道宽为l＝1.4 m，外轨比内轨高h＝14 cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？(α很小时，可以近似认为tan α＝sin α；g取10 m/s2) 答案　30 m/s ;二、汽车过桥问题 1．分析汽车过桥这类问题时应把握以下两点： (1)汽车在拱桥上的运动是竖直面内的圆周运动． (2)向心力来源(最高点和最低点)：汽车做圆周运动，重力和桥面的支持力的合力提供向心力． ;【例2】　如图5－7－4所示，质量m＝2.0×104 kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20 m．如果桥面受到的压力不得超过3.0×105 N，则： (1)汽车允许的最大速度是多少？ (2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g取10 m/s2);答案　(1)10 m/s　(2)105 N ;三、竖直面内的绳、杆模型问题 1．轻绳模型(最高点) 图5－7－5 (1)绳(轨道)施力特点： 只能施加向下的拉力(或压力) ;2．轻杆模型(最高点) 图5－7－6 (1)杆(双轨道)施力特点： 既能施加向下的拉(压)力，也能施加向上的支持力． (2)动力学方程： ;(3)杆类的临界速度为v临＝0.;【例3】　一细绳与水桶相连，水桶中装有水，水桶与细绳一起在竖直平面内做圆周运动，如图5－7－7所示，水的质量m＝0.5 kg，水的重心到转轴的距离l＝50 cm.(g取10 m/s2) ;解析　分别以水桶和桶中的水为研究对象，对它们进行受力分析，找出它们做???周运动所需向心力的来源，根据牛顿运动定律建立方程求解． (1)以水桶中的水为研究对象，在最高点恰好不流出来，说明水的重力恰好提供其做圆周运动所需的向心力，此时桶的速率最小． ;四、对离心运动的理解 1．离心运动的实质 离心运动实质是物体惯性的表现．做圆周运动的物体，总有沿着圆周切线飞出去的趋向，之所以没有飞出去，是因为受到向心力的作用．从某种意义上说，向心力的作用是不断地把物体从圆周运动的切线方向拉到圆周上来．一旦作为向心力的合外力突然消失或不足以提供向心力，物体就会发生离心运动． 2．合外力与向心力的关系如图5－7－8所示;图5－7－8;【例4】　下列有关洗衣机脱水筒的脱水原理说法正确的是 (　　) A．水滴受离心力作用，而沿背离圆心的方向甩出 B．水滴受到向心力，由于惯性沿切线方向甩出 C．水滴受到的离心力大于它受到的向心力，从而沿切线 方向甩出 D．水滴与衣服间的附着力小于它所需的向心力，于是沿 切线方向甩出 答案　D