高中物理 5.7《生活中的圓周運動》（二）課件 新人教版必修2.ppt
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,第五章：曲線運動,第7節(jié)：生活中的圓周運動(二),,1.能定性分析火車軌道拐彎處外軌比內(nèi)軌高的原因。2.能定量分析汽車過拱形橋最高點和凹形橋最低點的壓力問題。3.知道航天器中失重現(xiàn)象的本質(zhì)。4.知道離心運動及其產(chǎn)生的條件,了解離心運動的應用和防止。5.會用牛頓第二定律分析圓周運動。6.進一步領會力與物體的慣性對物體運動狀態(tài)變化所起的作用。,本課時主要討論航天器中的失重現(xiàn)象及離心運動，課件首先由一段宇航員在航天器中的日常生活場景，引起學生對課堂的興趣，并引導學生對宇航員受力分析，導入新課。對宇航員受力分析，分為發(fā)射過程與在軌道正常運行兩種情況，分別分析超失重情況，討論出航天器中失重的原因；對于離心運動，利用視頻中播放的日常生活中常見的現(xiàn)象，結(jié)合物體做圓周運動的條件及物體具有慣性，分析出離心運動出現(xiàn)的原因，并結(jié)合賽車視頻分析生活中應對離心運動危害的措施；最后結(jié)合第一課時的內(nèi)容，拓展出豎直平面內(nèi)圓周運動的兩類模型：繩模型與輕桿模型。,由,得,宇航員在飛船中場景,在繞地球做勻速圓周運動的宇宙飛船中，宇航員受那些力？,FN＞mg,1.航天器在發(fā)射升空（加速上升）時，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？,2.航天器在軌道正常運行（繞地球做勻速圓周運動）時，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？,超重,?,FN－mg＝ma,,三、航天器中的失重現(xiàn)象,當時，座艙對他的支持力FN=0，航天員處于完全失重狀態(tài)。,得,在繞地球做勻速圓周運動的宇宙飛船中的宇航員，除了地球引力外，還可能受到飛船座艙對他的支持力FN：,失重,有人把航天器失重的原因說成是它離地球太遠，從而擺脫了地球引力，這種說法對嗎？,正是由于地球引力的存在，才使航天器連同其中的人和物體繞地球做圓周運動。,1.宇航員在圍繞地球做勻速圓周運動的空間站中處于完全失重狀態(tài)，下列說法正確的是（）,AC,A.宇航員仍受重力的作用B.宇航員受力平衡C.宇航員受的重力等于所需的向心力D.宇航員不受重力的作用,四、離心運動,離心運動現(xiàn)象,,,F合=mω2r，物體做勻速圓周運動,F合＜mω2r，物體做逐漸遠離圓心的運動,F合=0，物體沿切線方向飛出遠離圓心,,,1.定義：做勻速圓周運動的物體，在所受合力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力時，做逐漸遠離圓心的運動，這種運動叫做離心運動。,2.條件：,0≤F合＜mω2r,,(1)當F＝mω2r時，物體做勻速圓周運動；(2)當F＝0時，物體沿切線方向飛出；(3)當F＜mω2r時，物體逐漸遠離圓心；(4)當F＞mω2r時，物體逐漸靠近圓心。,離心運動的應用,離心拋擲,離心甩干,離心脫水,離心分離,賽道設計,離心運動的危害與防止,交通限速,汽車翻出賽道,BC,若拉力突然變大，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運動B.若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPb做離心運動C.若拉力突然消失，小球?qū)⒀剀壽EPa做離心運動D.若拉力突然變小，小球?qū)⒀剀壽EPc做近心運動,1.如圖所示，光滑水平面上，質(zhì)量為m的小球在拉力F作用下做勻速圓周運動。若小球運動到P點時，拉力F發(fā)生變化，下列關于小球運動情況的說法中正確的是(),2.如圖所示，光滑圓盤中心有一個小孔，用細繩穿過小孔，兩端各系一小球A、B，A、B等質(zhì)量，盤上的小球A做半徑為r=20cm的勻速圓周運動，若要保持B球靜止，A球的角速度多大？,,,,,,,A,B,解：對于A，根據(jù)牛頓第二定律,F=mω2r,對于B，F(xiàn)=mg,解得,在最高點,豎直平面內(nèi)圓周運動的兩類模型,一、繩模型,小球受到向下的壓力或拉力F>0,小球不能達到最高點,(1)若在最高點時水不流出來，求水桶的最小速率；,(2)若在最高點時水桶的速率為v＝3m/s，求水對桶底的壓力。,例1.一細桿與水桶相連，水桶中裝有水，水桶與細桿一起在豎直平面內(nèi)做圓周運動，如圖。水的質(zhì)量為m＝0.5kg，水的重心到轉(zhuǎn)軸的距離為l＝50cm。(取g＝10m/s2，不計空氣阻力),解：(1)水的重力恰好提供其做圓周運動所需的向心力，此時水桶的速率最小，有mg＝mvmin2/l解得：vmin＝2.24m/s(2)由于v＝3m/s>vmin＝2.24m/s，因此，當水桶在最高點時，水的重力已不足以提供其做圓周運動所需的向心力，此時桶底對水有向下的壓力，設為F1，則由牛頓第二定律得F1＋mg＝mv2/l所以F1＝mv2/l－mg代入數(shù)據(jù)可得F1＝4N。,v,二、桿模型,,,v,mg,,mg,,F,F,,F,F,,,,小球受到向上的支持力F=mg,小球受到向上的支持力，0
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