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1、向心力实例分析第1页，共21页，编辑于2022年，星期五第2页，共21页，编辑于2022年，星期五第3页，共21页，编辑于2022年，星期五第4页，共21页，编辑于2022年，星期五飞机转弯第5页，共21页，编辑于2022年，星期五第6页，共21页，编辑于2022年，星期五例例1、铁路转弯处的圆弧半径是、铁路转弯处的圆弧半径是300m，轨距是，轨距是1435mm。规定。规定火车通过这里的速度是火车通过这里的速度是72km/h，内外轨的高度差应该是多大才，内外轨的高度差应该是多大才能使外轨不受轮缘的挤压？保持内外轨的这个高度差，如果车能使外轨不受轮缘的挤压？保持内外轨的这个高度差，如果车的速度大
2、于或小于的速度大于或小于72km/h，会分别发生什么现象？说明理由。，会分别发生什么现象？说明理由。GNhd解：火车在转弯时所需的向心力由火车所受的重力解：火车在转弯时所需的向心力由火车所受的重力和轨道对火车支持力的合力提供，如图所示：和轨道对火车支持力的合力提供，如图所示：h是内外轨高度是内外轨高度差，差，d是轨距是轨距由于a太小，可以近似有：tga=Sina第7页，共21页，编辑于2022年，星期五第8页，共21页，编辑于2022年，星期五汽车过桥汽车过桥1、23、第9页，共21页，编辑于2022年，星期五1、分析汽车的受力情况、分析汽车的受力情况GN2、找圆心、找圆心圆心圆心03、确定、
3、确定F合合即即F向心力向心力的方向。的方向。F向心力向心力4、列方程、列方程F向心力向心力=F合合 =G-NN=G-注意公式中注意公式中V用汽车过桥顶时的瞬时速度用汽车过桥顶时的瞬时速度第10页，共21页，编辑于2022年，星期五1、分析汽车的受力情况、分析汽车的受力情况GN2、找圆心、找圆心圆心圆心03、确定、确定F合合即即F向心力向心力的方向。的方向。F向心力向心力4、列方程、列方程F向心力向心力=F合合 =N-GN=G+注意公式中注意公式中V用汽车过桥底时的瞬时速度用汽车过桥底时的瞬时速度第11页，共21页，编辑于2022年，星期五1、分析汽车的受力情况、分析汽车的受力情况GN2、找圆心
4、、找圆心圆心圆心03、确定、确定F合合即即F向心力向心力的方向。的方向。F向心力向心力4、列方程、列方程F向心力向心力=F合合 =N-GN=G+圆心圆心0F向心力向心力F向心力向心力=F合合 =G-NN=G-或或但由于桥是水平，但由于桥是水平，故圆心故圆心O在无穷远处，在无穷远处，r为无穷大。为无穷大。N=G第12页，共21页，编辑于2022年，星期五比较三种桥面受力的情况比较三种桥面受力的情况N=G第13页，共21页，编辑于2022年，星期五一、什么是离心运动？一、什么是离心运动？做匀速圆周运动的物体，在所受的合力突然消失或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下，物体所做的逐渐远离圆心的
5、运动叫做离心运动。小结小结物体做离心运动的条件：物体做离心运动的条件：做匀速圆周运动的物体合外力消失或不足以做匀速圆周运动的物体合外力消失或不足以 提供所需的向心力，即提供所需的向心力，即F F合合。mr2第14页，共21页，编辑于2022年，星期五做圆周运动做圆周运动做近心运动做近心运动.如果外界提供的如果外界提供的指向圆心的合力指向圆心的合力F F合合 物体做圆周运动所需物体做圆周运动所需的向心力的向心力m2Rv等于等于mr2.如果外界提供的如果外界提供的指向圆心的合力指向圆心的合力F F合合 物体做圆周运动所需物体做圆周运动所需的向心力的向心力m2Rv小于小于mr2做离心运动做离心运动.
6、如果外界提供的如果外界提供的指向圆心的合力指向圆心的合力F F合合 物体做圆周运动所需物体做圆周运动所需的向心力的向心力m2Rv大于大于mr2第15页，共21页，编辑于2022年，星期五二、离心运动的应用和防止二、离心运动的应用和防止1.如何使物体做离心运动以及离心运动的应用实例A、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。离心干燥器离心干燥器 洗衣机的脱水筒洗衣机的脱水筒 用离心机分离溶液中的沉淀物用离心机分离溶液中的沉淀物 把体温计的水银柱甩回玻璃泡内把体温计的水银柱甩回玻璃泡内B、减小合外力或使其消失、减小合外力或使其消失（4 4）
7、投掷链球）投掷链球2.如何不让物体做离心运动以及离心运动的防止实例A、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动时所需的、减小物体运动的速度，使物体作圆周运动时所需的向心力减小向心力减小B、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力 火车或汽车拐弯时的限速火车或汽车拐弯时的限速 高速旋转的电凤扇、砂轮的限速高速旋转的电凤扇、砂轮的限速(3)赛车道做成外高内低赛车道做成外高内低第16页，共21页，编辑于2022年，星期五关于制作关于制作“棉花棉花”糖的原理：糖的原理：它的内筒与洗衣机的它的内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白脱水筒相似，里面加入白
8、砂糖，加热使糖熔化成糖砂糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速旋转，黏稠汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状，到达温度较低成为丝状，到达温度较低的外筒时，迅速冷却凝固，的外筒时，迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团变得纤细雪白，像一团团棉花。棉花。第17页，共21页，编辑于2022年，星期五三、注意三、注意 1 1、做离心运动的质点不存在所谓的、做离心运动的质点不存在所谓的“离心力离心力”作用，因为没有任何作用，因为没有任何物体提供这种力，离心运动本质上是物体惯性的表现。物体提供这种力，离心运动本质上是物体惯性的表现。
9、2 2、离心运动的运动学特征是逐渐远离圆心运动，动力学特征是、离心运动的运动学特征是逐渐远离圆心运动，动力学特征是合外力消失或不足以提供所需要的向心力。合外力消失或不足以提供所需要的向心力。3、任任何何事事物物都都有有两两面面性性,离离心心运运动动也也不不例例外外。离离心心运运动动可可能能给给我我们们造造成成危危害害，应应尽尽量量避避免免；另另一一方方面面，我我们们要要利利用用离离心心现现象象帮帮助助我们的工作和学习我们的工作和学习第18页，共21页，编辑于2022年，星期五二、离心运动的应用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：oFmr2F 当网笼转得比较慢
10、时，物当网笼转得比较慢时，物体对水滴的附着力体对水滴的附着力F F 足以提供足以提供所需的向心力，所需的向心力，使水滴做圆周使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，运动。当网笼转得比较快时，附着力附着力 F F 不足以提供所需的向不足以提供所需的向心力心力 ，于是水滴做离心运动，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。穿过网孔，飞到网笼外面。第19页，共21页，编辑于2022年，星期五2、洗衣机的脱水筒、洗衣机的脱水筒3、用离心机把体温计的水、用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内银柱甩回玻璃泡内 当离心机转得比较慢时，当离心机转得比较慢时，缩口的阻力缩口的阻力 F F 足以提供所需的足以提供
11、所需的向心力，缩口上方的水银柱做向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动。当离心机转得相当圆周运动。当离心机转得相当快时，阻力快时，阻力 F F 不足以提供所需不足以提供所需的向心力，水银柱做离心运动的向心力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。而进入玻璃泡内。第20页，共21页，编辑于2022年，星期五三、离心运动的防止：1、在水平公路上行驶的汽车转弯时F mr2F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、飞轮等第21页，共21页，编辑于2022年，星期五