7 7 7 7生活中的圆周运动 提提供供物体做物体做圆周运动的力圆周运动的力物体做圆周运动物体做圆周运动所所需需的力的力物体作圆周运动的条件物体作圆周运动的条件从从“供供” “需需”两方面两方面研究生活中做圆周运动的物体研究生活中做圆周运动的物体，由物体受力情况决定由物体受力情况决定由物体的运动情况决定由物体的运动情况决定F=“供需供需”平衡平衡 物体做圆周运动物体做圆周运动本节课本节课生生活活中中的的圆周周运运动圆周运动(Circularmotion)铁路的弯道路的弯道火火车车轮的构造的构造火火车车轮有有突出的突出的轮缘背景问题背景问题1 1、火车转弯：、火车转弯：FNFG1、铁路的弯道路的弯道生生活活中中的的圆周周运运动圆周运动(Circularmotion)(1)内外轨道一样高时转弯火火车车轮受三个力：受三个力：重力、支持力、外重力、支持力、外轨对轮缘的的弹力力.外外轨对轮缘的的弹力力F提供向心力提供向心力F=F向向怎么怎么办?背景问题背景问题1 1、火车转弯：、火车转弯：15 八月 20245铁路的弯道路的弯道生生活活中中的的圆周周运运动圆周运动(Circularmotion)(2)外轨高内轨低时转弯GFnNhL此此为火火车转弯弯时的的设计速度速度r思考思考:(1)如果如果v行行驶v设计,情况如何情况如何?(2)如果如果v行行驶v0时：时：当当vv0时：时：轮缘不受侧压力轮缘不受侧压力轮缘受到外轨向内的挤压力轮缘受到外轨向内的挤压力,外轨易损坏。外轨易损坏。外轨易损坏。外轨易损坏。轮缘受到内轨向外的挤压力轮缘受到内轨向外的挤压力,内轨易损坏。内轨易损坏。内轨易损坏。内轨易损坏。F弹弹F弹弹背景问题背景问题1 1、火车转弯：、火车转弯：铁路铁路弯道弯道处处超速超速是火车脱是火车脱轨和翻车的主要原因轨和翻车的主要原因生生活活中中的的圆周周运运动圆周运动(Circularmotion) 背景问题背景问题2 2：汽车过桥：汽车过桥黄石长江大桥黄石长江大桥汽车过桥问题1.1.求汽求汽求汽求汽车车以速度以速度以速度以速度v v过过半径半径半径半径为为r r 的拱的拱的拱的拱桥桥最高点最高点最高点最高点时对时对拱拱拱拱桥桥的的的的压压力？力？力？力？【解解解解】G和和N的合力提供汽的合力提供汽车做做圆周运周运动的的向心力，由牛向心力，由牛顿第二定律得：第二定律得：可可见汽汽车的速度越大的速度越大对桥的的压力越小。力越小。NG当当时汽汽车对桥的的压力力为零。（零。（临界速度）界速度）当当大于大于临界界时，汽，汽车做什么运做什么运动？飞离桥面做飞离桥面做飞离桥面做飞离桥面做平抛运动！平抛运动！平抛运动！平抛运动！汽车过桥问题由于加速度由于加速度由于加速度由于加速度竖直向下，属竖直向下，属竖直向下，属竖直向下，属失重失重失重失重现象。现象。现象。现象。m2.求汽求汽车过凹形路段凹形路段最低点最低点时对路面的路面的压力？力？NG【解解解解】G和和N的合力提供汽的合力提供汽车做做圆周运周运动的向心力，由牛的向心力，由牛顿第二定律得：第二定律得：可可见汽汽车的的速度速度V越大，越大，对桥的的压力越大力越大。由于加速度由于加速度的方向的方向竖直向上，属直向上，属超重超重现象。象。m生生活活中中的的圆周周运运动圆周运动(Circularmotion)FN=G汽车过桥问题小结汽车过桥问题小结1.一一辆卡卡车在丘陵地匀速行在丘陵地匀速行驶,地形如地形如图所示所示,由由于于轮胎太旧胎太旧,途中爆胎途中爆胎,爆胎可能性最大的地段爆胎可能性最大的地段应是是(）A.a处B.b处C.c处D.d处生生活活中中的的圆周周运运动圆周运动(Circularmotion)abcdD当堂练习当堂练习15 八月 20241415 八月 202415对航天器，重力提供向心力：对航天器，重力提供向心力： mg= mv mg= mv2 2/r, v=/r, v=gr gr 对宇航员，对宇航员， 引力与支持力的合力提供向心力：引力与支持力的合力提供向心力：mg-Fmg-FN N= mv= mv2 2/r, F/r, FN N=m(g-v2/r) =m(g-v2/r) 当当v=v=gr ,gr , F FN N=0,=0,宇航员处于完全宇航员处于完全 失重状态失重状态16在航天器中所有和重力有关的仪器都无法使用！在航天器中所有和重力有关的仪器都无法使用！无法用天平测量物体的质量无法用天平测量物体的质量0弹簧测力计无法测量物体的重力，弹簧测力计无法测量物体的重力，但仍能测拉力和压力的大小但仍能测拉力和压力的大小背景问题背景问题4 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变的绳产生的弹力提供。向心力由形变的绳产生的弹力提供。若突然松手，小球将怎样若突然松手，小球将怎样运动？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小于它做圆周运动的所需的向心力，小球将怎样运动？向心力，小球将怎样运动？15 八月 202418做匀速圆周运动的物体，在合外力突然消失或者合外力小于向心力的远离圆心的运动，叫做离心运动。15 八月 20241920离离心心抛抛掷掷离离心心脱脱水水离离心心分分离离离离心心甩甩干干离心运动的应用15 八月 202421制作棉花糖的原理：制作棉花糖的原理：内筒里面加入白砂内筒里面加入白砂糖，加热使糖熔化糖，加热使糖熔化成糖汁。内筒高速成糖汁。内筒高速旋转，黏稠的糖汁旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，到就做离心运动，到达温度较低的外筒，达温度较低的外筒，遇冷成丝，变成棉遇冷成丝，变成棉花糖。花糖。离心运动的防止OF静静v1.汽车转弯2.高速转动的砂轮、飞轮等高速转动的砂轮、飞轮等