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1、物理必修生活中的圆周物理必修生活中的圆周运动课件运动课件第1页，本讲稿共25页分析做圆周运动的物体受力情况分析做圆周运动的物体受力情况OmgFNFfOmgFN提供向心力提供向心力受力分析受力分析FfFN+mg第2页，本讲稿共25页“供需供需”平衡平衡 物体做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动提供物体做匀速提供物体做匀速圆周运动的力圆周运动的力物体做匀速圆周物体做匀速圆周运动所需的力运动所需的力向心力公式的理解向心力公式的理解=从从“供供”“需需”两方面两方面研究做圆周运动的物研究做圆周运动的物体体F合合第3页，本讲稿共25页火车车轮介绍火车车轮介绍一、铁路的弯道一、铁路的弯道第4页，本讲稿共25页
2、例若火车质量为例若火车质量为例若火车质量为例若火车质量为mm，转弯半径为，转弯半径为，转弯半径为，转弯半径为r r，要求轨道对轮缘无挤压作用，要求轨道对轮缘无挤压作用，要求轨道对轮缘无挤压作用，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为此时轨道倾角为此时轨道倾角为此时轨道倾角为 ，请问火车的速度为多大？，请问火车的速度为多大？，请问火车的速度为多大？，请问火车的速度为多大？当当当当v v=v v0 0时：时：时：时：当当当当v v v v0 0时：时：时：时：当当当当v v GG，即，即，即，即桥对车的支持力桥对车的支持力桥对车的支持力桥对车的支持力大于其所受重力，大于其所受重力，大于其所受重力
3、，大于其所受重力，处于超重状态。处于超重状态。处于超重状态。处于超重状态。2 2、汽车过凹桥时，在最低点时，凹桥、汽车过凹桥时，在最低点时，凹桥、汽车过凹桥时，在最低点时，凹桥、汽车过凹桥时，在最低点时，凹桥对车对车对车对车的支持力怎的支持力怎的支持力怎的支持力怎样？样？样？样？二、拱形桥二、拱形桥二、拱形桥二、拱形桥 1 1、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否相同？vGFN F FN NG mr2Fmr2F=02、合外力与向心力的关系、合外力与向心力的关系“供供供供”
4、“”“需需需需”是否平衡决定物体做何种运动是否平衡决定物体做何种运动是否平衡决定物体做何种运动是否平衡决定物体做何种运动第14页，本讲稿共25页3、离心运动的应用和防止、离心运动的应用和防止（1）离心运动的应用）离心运动的应用甩干雨伞上的水滴甩干雨伞上的水滴链球运动链球运动在田径比赛中，链球项目就是得用离心现象在田径比赛中，链球项目就是得用离心现象来实现投掷的。链球的投掷是通过预摆和旋来实现投掷的。链球的投掷是通过预摆和旋转来完成的，运动员手持链球链条的一端，转来完成的，运动员手持链球链条的一端，在链球高速旋转时，突然松手，拉力消失，在链球高速旋转时，突然松手，拉力消失，链就沿切线方向飞出去。
5、链就沿切线方向飞出去。在雨天，我们可以通过旋转雨伞在雨天，我们可以通过旋转雨伞的方法甩干雨伞上的水滴，旋转时，当的方法甩干雨伞上的水滴，旋转时，当转动快到一定的程度时，水滴和雨伞之转动快到一定的程度时，水滴和雨伞之间的附着力满足不了水滴做圆周运动所间的附着力满足不了水滴做圆周运动所需的向心力，水滴就会做远离圆心的运需的向心力，水滴就会做远离圆心的运动而被甩出去。动而被甩出去。第15页，本讲稿共25页 把湿布块放在离心干燥器的金属网笼把湿布块放在离心干燥器的金属网笼把湿布块放在离心干燥器的金属网笼把湿布块放在离心干燥器的金属网笼里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体
6、的附里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附里，网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力着力着力着力 F F足以提供所需要的向心力，使水滴足以提供所需要的向心力，使水滴足以提供所需要的向心力，使水滴足以提供所需要的向心力，使水滴做圆周运动做圆周运动做圆周运动做圆周运动.当网笼转的比较快时，附着当网笼转的比较快时，附着当网笼转的比较快时，附着当网笼转的比较快时，附着力力力力 F F 不足以提供所需要的向心力，于是不足以提供所需要的向心力，于是不足以提供所需要的向心力，于是不足以提供所需要的向心力，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网
7、笼外水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把面。洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把面。洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把面。洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把湿衣服甩干的。湿衣服甩干的。湿衣服甩干的。湿衣服甩干的。离心干燥器离心干燥器oFmr2F第16页，本讲稿共25页（2）离心运动的防止：）离心运动的防止：在水平公路上行驶的汽车转弯时在水平公路上行驶的汽车转弯时fmax V 时时时时,杆子对小球是拉力杆子对小球是拉力杆子对小球是拉力杆子对小球是拉力.当速度当速度当速度当速度V V 时时时时,杆子对小球是支持力杆子对小球是支持力杆子对小球是支持力杆子对小球是支持力.当
8、速度当速度当速度当速度V=V=时时时时,杆子对小球无作用力杆子对小球无作用力杆子对小球无作用力杆子对小球无作用力.mgNF第20页，本讲稿共25页31.如如图图所示，所示，质质量量为为m的小球在的小球在竖竖直平面内的光滑直平面内的光滑圆轨圆轨道上道上做做圆圆周运周运动动圆圆半径半径为为R，小球，小球经过圆环经过圆环最高点最高点时刚时刚好不脱离好不脱离圆轨圆轨则则其通其通过过最高点最高点时时（）A小球小球对圆环对圆环的的压压力大小等于力大小等于mgB小球受到的向心力等于重力小球受到的向心力等于重力 C小球的小球的线线速度大小等于速度大小等于 D小球的向心加速度大小等于小球的向心加速度大小等于gB
9、CD第21页，本讲稿共25页32.如如图图所示，所示，质质量可以不量可以不计计的的细细杆的一端固定着一个杆的一端固定着一个质质量量为为m的小球，另一端能的小球，另一端能绕绕光滑的水平光滑的水平轴轴O转动转动.让让小球在小球在竖竖直平面内直平面内绕轴绕轴O做半径做半径为为的的圆圆周运周运动动，小球通，小球通过过最高点最高点时时的的线线速度大小速度大小为为v.下列下列说说法中正确的是法中正确的是()A.v不能小于不能小于B.v时时，小球与，小球与细细杆之杆之间间无无弹弹力作用力作用时时，小球与，小球与细细杆之杆之间间的的弹弹力随力随v增大而增大增大而增大时时，小球与，小球与细细杆之杆之间间的的弹弹
10、力随力随v减小而增大减小而增大C.v大于大于D.v小于小于BCD第22页，本讲稿共25页 绳绳绳绳杆杆杆杆圆管圆管圆管圆管 mm的受力的受力的受力的受力情况情况情况情况 最高点最高点最高点最高点A A的速度的速度的速度的速度 最低点最低点最低点最低点B B的速度的速度的速度的速度AOmBL重力、绳重力、绳的拉力的拉力AOmBL重力、杆的拉重力、杆的拉力或支持力力或支持力AOmBR重力、外管壁的重力、外管壁的支持力或内管壁支持力或内管壁的支持力的支持力小结：竖直平面内的变速圆周运动第23页，本讲稿共25页例、如图所示，质量为例、如图所示，质量为m m的小球，用长为的小球，用长为L L的的细绳，悬
11、于光滑斜面上的细绳，悬于光滑斜面上的0 0点，小球在这个点，小球在这个倾角为倾角为的光滑斜面上做圆周运动，若小球的光滑斜面上做圆周运动，若小球在最高点和最低点的速率分别是在最高点和最低点的速率分别是v vl l和和v v2 2，则，则绳在这两个位置时的张力大小分别是多大绳在这两个位置时的张力大小分别是多大?巩固应用T1mgsinmgsinT2T1mgsinmv12/LT1mv12/L-mgsinT2-mgsinmv22/LT2mgsin+mv22/L第24页，本讲稿共25页匀速圆周运动问题的解题步骤1.分析物体运动情况分析物体运动情况,判断是否是匀速圆周运动判断是否是匀速圆周运动.2.确定轨道平面和圆心位置确定轨道平面和圆心位置,明确向心力的方向明确向心力的方向.3.受力分析受力分析,画出受力图画出受力图,沿半径指向圆心方向和沿半径指向圆心方向和垂直轨道平面方向建立直角坐标系垂直轨道平面方向建立直角坐标系,将力进行将力进行正交分解正交分解.4.由牛顿第二定律列方程由牛顿第二定律列方程.垂直轨道平面方向上垂直轨道平面方向上合力为零合力为零,指向圆心方向合力等于向心力指向圆心方向合力等于向心力.5.解方程求结果并对结果进行适当说明解方程求结果并对结果进行适当说明.第25页，本讲稿共25页