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1、圆周运动 生活实例第1页，共23页，编辑于2022年，星期五 在水平的马在水平的马路上，自行车路上，自行车转弯时，稍一转弯时，稍一倾斜就过去了，倾斜就过去了，摩托车转弯倾摩托车转弯倾斜度要大一些。斜度要大一些。摩托赛车时转摩托赛车时转弯，倾斜度更弯，倾斜度更大，几乎倒在大，几乎倒在地上。问：什地上。问：什么力提供摩托么力提供摩托车向心力？车向心力？背景问题背景问题1 1：摩托车转弯：摩托车转弯第2页，共23页，编辑于2022年，星期五解析解析：由地面对车的静摩擦力提供车做圆周运动的由地面对车的静摩擦力提供车做圆周运动的向心力。向心力。G车车N车车f（1）以车为研究对象）以车为研究对象例：如果弯
2、道的半径例：如果弯道的半径10m，人和车，人和车的质量为的质量为150kg,，车和地面的最大静，车和地面的最大静摩擦力为摩擦力为1500N，则摩托车的最大车，则摩托车的最大车速为多少？速为多少？为什么自行车或摩托车身为什么自行车或摩托车身要倾斜？要倾斜？第3页，共23页，编辑于2022年，星期五（2）以人为研究对象）以人为研究对象转弯时，人随车一起做圆周运动，他的向心转弯时，人随车一起做圆周运动，他的向心力由重力和支持力的合力提供。力由重力和支持力的合力提供。人的速度越快人的速度越快,就需要人的倾斜就需要人的倾斜度越大，即倾角度越大，即倾角越大，获得越大，获得的向心力就越大。的向心力就越大。G
3、人人N人人FO第4页，共23页，编辑于2022年，星期五在快速路上车辆的速度较快，拐弯所需的在快速路上车辆的速度较快，拐弯所需的向心力也较大，如果它们与地面的摩擦力向心力也较大，如果它们与地面的摩擦力小于所需的向心力，那么就会出现危险。小于所需的向心力，那么就会出现危险。请你想办法解决这个问题？请你想办法解决这个问题？第5页，共23页，编辑于2022年，星期五背景问题背景问题2 2、火车转弯：、火车转弯：火车在平直火车在平直轨道上匀速轨道上匀速行驶时，所行驶时，所受的合力等受的合力等于于0 0，那么当，那么当火车转弯时，火车转弯时，我们说它做圆我们说它做圆周运动，那么周运动，那么是什么力提供是
4、什么力提供火车的向心力火车的向心力呢？呢？第6页，共23页，编辑于2022年，星期五第7页，共23页，编辑于2022年，星期五c c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。1 1、若内外轨道一样高时、若内外轨道一样高时FNFGa a：此时火车受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。：此时火车受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。b b：外轨对轮缘的弹力：外轨对轮缘的弹力F F提供向心力。提供向心力。第8页，共23页，编辑于
5、2022年，星期五2 2、外轨略高于内轨：、外轨略高于内轨：第9页，共23页，编辑于2022年，星期五 火车受到的支持力和重力的合力指向圆心，为火车火车受到的支持力和重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压。转弯提供了一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压。若这部分合力恰等于向心力，那火车此时的线速度的若这部分合力恰等于向心力，那火车此时的线速度的表达式是什么？表达式是什么？思考：火车实际的速度大于或小于此速度会出现什么现象？思考：火车实际的速度大于或小于此速度会出现什么现象？向心力向心力NG第10页，共23页，编辑于2022年，星期五火车行驶速率火车行驶速率vv
6、规定规定 当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时，当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时，GNN火车行驶速率火车行驶速率v GF G=2mvR第15页，共23页，编辑于2022年，星期五一辆汽车匀速率通过半径为一辆汽车匀速率通过半径为R的圆弧拱的圆弧拱形路面，关于汽车的受力情况，下列说形路面，关于汽车的受力情况，下列说法正确的是（法正确的是（）A汽车对路面的压力大小不变，总是汽车对路面的压力大小不变，总是等于汽车的重力等于汽车的重力B汽车对路面的压力大小不断发生变汽车对路面的压力大小不断发生变化，总是小于汽车所受重力化，总是小于汽车所受重力C汽车的牵引力不发生变化汽车的牵引力不
7、发生变化D汽车的牵引力逐渐变小汽车的牵引力逐渐变小BD第16页，共23页，编辑于2022年，星期五背景问题背景问题4：杂技：杂技“水流星水流星”使盛水的小桶在竖直平面内做圆周运动，要使水在小桶使盛水的小桶在竖直平面内做圆周运动，要使水在小桶转到最高点时不从小桶内流出来，这时小桶的线速度至转到最高点时不从小桶内流出来，这时小桶的线速度至少应多大？（设绳长为少应多大？（设绳长为L）O研究对象：研究对象：水水水在最高点受力情况如何？水恰水在最高点受力情况如何？水恰不流出的条件是什么？不流出的条件是什么？受重力（压力为零）受重力（压力为零）.列出表达式，计算列出表达式，计算.mg=mV2/LV=第17
8、页，共23页，编辑于2022年，星期五巩固应用例例、绳绳系系着着装装水水的的桶桶，在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运动，水的质量运动，水的质量m=0.5kgm=0.5kg，绳长，绳长=40cm.=40cm.求求（1 1）桶桶在在最最高高点点水水不不流流出出的的最最小小速速率率？（2 2）水水在在最最高高点点速速率率=3m/s=3m/s时时水水对对桶桶底底的的压压力力？(g(g取取10m/s10m/s2 2)第18页，共23页，编辑于2022年，星期五5、离心运动、离心运动F=0FF 绳栓着小球在水平面做匀速圆周运动时，小球所需的向心力由形绳栓着小球在水平面做匀速圆周运动时，小球所需的向心力
9、由形变的绳产生的弹力提供。若变的绳产生的弹力提供。若m、r、一定，向心力一定，向心力F向向=m2r。若突然松手，小球将怎样运动若突然松手，小球将怎样运动？若绳的拉力若绳的拉力F小于它做圆周运动的所需的向小于它做圆周运动的所需的向心力，小球将怎样运动？心力，小球将怎样运动？第19页，共23页，编辑于2022年，星期五 在实际中，有一些利用离心运动的机械，在实际中，有一些利用离心运动的机械，这些机械叫做离心机械。离心机械的种类这些机械叫做离心机械。离心机械的种类很多，应用也很广。例如，离心干燥（脱很多，应用也很广。例如，离心干燥（脱水）器，离心分离器，离心水泵。水）器，离心分离器，离心水泵。离心现
10、象事例：离心现象事例：离心干燥器离心干燥器离心现象有时也会带来危害。离心现象有时也会带来危害。第20页，共23页，编辑于2022年，星期五1、下列说法中错误的有：（、下列说法中错误的有：（）A、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得、提高洗衣机脱水筒的转速，可以使衣服甩得更干更干B、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向、转动带有雨水的雨伞，水滴将沿圆周半径方向离开圆心离开圆心C、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮、为了防止发生事故，高速转动的砂轮、飞轮等不能超过允许的最大转速等不能超过允许的最大转速D、离心水泵利用了离心运动的原理、离心水泵利用了离心运动的原理第21页，共23页，编辑于
11、2022年，星期五背景问题背景问题6 6：飞车走壁：飞车走壁马戏团演员在表演飞车走壁时，人车在一个水平面上沿马戏团演员在表演飞车走壁时，人车在一个水平面上沿竖直粗糙墙壁上做匀速圆周运动，人车为什么不下滑？竖直粗糙墙壁上做匀速圆周运动，人车为什么不下滑？是什么力提供人车的向心力？是什么力提供人车的向心力？第22页，共23页，编辑于2022年，星期五小结（）水平面内的圆周运动：火车转弯（）水平面内的圆周运动：火车转弯汽车转弯等汽车转弯等（）竖直平面内的圆周运动：汽车过拱桥（）竖直平面内的圆周运动：汽车过拱桥过山车、水流星等（）分析圆周运动的一般步骤（）分析圆周运动的一般步骤a.明确圆周运动的明确圆周运动的平面b.确定圆周运动的圆心半径确定圆周运动的圆心半径c.分写物体的受力情况，找到向心力的分写物体的受力情况，找到向心力的来源来源d.利应向心力公式进行分析，求解利应向心力公式进行分析，求解第23页，共23页，编辑于2022年，星期五