资源简介

(共51张PPT)
1．会分析具体圆周运动问题中向心力的来源，能解决生活中的圆周运动问题．
2．了解航天器中的失重现象及原因．
3．了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害.
F合
"供需"平衡 物体做匀速圆周运动
提供物体做匀速圆周运动的力(受力分析)
物体做匀速圆周运动所需的力
=
从"供""需"两方面研究做圆周运动的物体
知识回顾：
汽车过拱桥
质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时受到的弹力多大
实例研究——汽车过桥
解:汽车通过桥顶时,受力如图:
mg
FN
O
r
由牛顿第二定律:
当汽车通过桥顶时的速度逐渐增大时FN 会怎样变化
Ff
F
此时人处于什么状态呢？
　　地球可以看做一个巨大的拱形桥，桥面的半径就是地球的半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？这时驾驶员与座椅之间的压力是多少？……
思考与讨论
该“思考与讨论”中描述的情景其实已经实现，不过不是在汽车上，而是在航天器中．
三航天器中的失重现象.
分析
假设宇宙飞船总质量为M，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动,速率为V，其轨道半径近似等于地球半径R，航天员质量为m，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力．试求座舱对宇航员的支持力．通过求解你可以得出什么结论
航天器中的失重现象
极限速度分析：
mg
FN
FN=
mg - FN=
令FN=0，有：
人处于完全失重状态
有人把航天器失重的原因说成是它离地球太远，从而摆脱了地球引力，这种说法对吗？
正是由于地球引力的存在，才使航天器连同其中的人和物体绕地球做圆周运动。
太空中的完全失重
展开想象：
1. 处在完全失重状态下的宇航员躯体各分之间的压力是多少？
2. 宇航员在完全失重状态下有什么感觉？
3.在空间站工作一段时间的科学家回到地面上有什么感觉？
1. 2013年6月11日至26日，“神舟十号”飞船圆满完成了太空之行，期间还成功进行了人类历史上第二次太空授课，女航天员王亚平做了大量失重状态下的精美物理实验。关于失重状态，下列说法正确的是(　　)
随堂检测：
A．航天员仍受重力的作用
B．航天员受力平衡
C．航天员所受重力等于所需的向心力
D．航天员不受重力的作用
解析：做匀速圆周运动的空间站中的航天员，所受重力全部提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，并非航天员不受重力作用，A、C正确，B、D错误。
答案：AC
2.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的有（ ）
A．在飞船内可以用天平测量物体的质量
B．在飞船内可以用水银气压计测舱内的气压
C．在飞船内可以用弹簧测力计测拉力
D．在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0，但重物仍受地球的引力
解析　飞船内的物体处于完全失重状态，此时放在天平上的物体对天平的压力为0，因此不能用天平测量物体的质量，A错误；同理，水银也不会产生压力，故水银气压计也不能使用，B错误；弹簧测力计测拉力遵从胡克定律，拉力的大小与弹簧伸长量成正比，C正确；飞船内的重物处于完全失重状态，并不是不受重力，而是重力全部用于提供物体做圆周运动所需的向心力，D正确．
答案　CD
F
=
r
v
m
2
提供物体做圆周运动的向心力
物体做圆周运动所需要的向心力
当 “供”“需”平衡时，物体做匀圆周运动
想一想：当 “供”“需”不平衡时，物体将如何运动呢？
课堂讨论：
观察
做匀速圆周运动的物体,在一定条件下,做逐渐远离圆心的运动,这种运动叫离心运动。
１、观察与思考
观察实验现象回答下列问题
(1)木块为什么会离开转盘
(2)什么叫做离心运动
原因：物所需的向心力　　随着v的增大而增大,
但提供向心力的合力为静摩擦力 Ff ≤ Ffmax
当Ffmax ＜ 　　　时,产生离心现象。
实例研究——离心现象
做匀速圆周运动的物体，由于惯性总有沿切线方向飞去的倾向,在所受合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。
四、离心运动
1、离心运动：
2、物体作离心运动的条件：
圆周运动的供需总结：
联系实际：
生活中哪些实例应用到离心运动？
比比谁举的例子多！
3、离心运动 应用
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：
o
F2
F
ν
当网笼转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F 足以提供所需的向心力F 使水滴做圆周运动。当网笼转得比较快时，附着力 F 不足以提供所需的向心力 F，于是水滴做离心运动，穿过网孔，飞到网笼外面。
O
当脱水筒转得比较慢时，水滴跟物体的附着力F足以提供所需的向心力使水滴做圆周运动。当脱水筒转得比较快时，附着力F 不足以提供所需的向心力，于是水滴做离心运动，穿过小孔，飞到脱水筒外面。
F
利用离心运动把附着在物体上的水分甩掉
制作“棉花”糖的原理：
内筒与洗衣机的脱水筒相似，往内筒加入白砂糖，加热使糖熔化成糖汁，内筒高速旋转，黏稠的糖汁就做离心运动，从内筒壁的小孔飞散出去，成为丝状，到达温度较低的外筒就会迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。
用离心机把体温计的水银柱甩回玻璃泡内
当离心机转得比较慢时，缩口的阻力 F 足以提供所需的向心力，缩口上方的水银柱做圆周运动。当离心机转得相当快时，阻力 F 不足以提供所需的向心力，水银柱做离心运动而进入玻璃泡内。
离心沉淀器
啤酒何以清澈透亮？
原来这也与离心分离密切相关。因为麦汁中含有一种极不稳定的冷凝固物，应尽量减少其含量才能保证啤酒不出现冷混浊现象。然而，这种冷凝固物的粒子极为微小，直径仅有0.1―0.5微米，很难除净。但若采用高速离心机进行分离处理，就比较容易实现净化。因为这种粒子虽然微小，但由于存在密度差，一旦进入强大的离心力场后，二者立即“分道扬镳”，从而可以很容易地把冷凝固粒子剔除。
从蔗糖水溶液中分离蔗糖，也需依靠离心沉降方法 。
“离心浇铸”技术
模具绕一固定轴旋转，当达到500转每分时，将融化了的液态金属倒入其中，它将以巨大的惯性离心力向模具壁紧压，同时夹杂在液态金属里的气体和熔渣，由于其密度远小于液态的金属，因此它们将从金属里被分离出来。按此法浇铸出的金属零件密实、均匀、不含气泡和裂痕，大大提高了使用寿命。
离心抛掷
离心脱水
离心分离
离心甩干
离心运动的应用小结：
要使原来作匀速圆周运动的物体作离心运动，该怎么办？
1、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。
2、减小合外力或使其消失。
转换思维：
离心运动在生活中有没有危害呢？
看看谁能举出实例！
列车速度过快,造成翻车事故
O
F静
v
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Fn大于最大静摩擦力Fmax （Fmax不足以提供向心力），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。
当 时，汽车做离心运动
Fmax＜m
v2
r
高速转动的砂轮、飞轮等，都不得超过允许的最大转速。转速过高时，砂轮、飞轮内部分子间的相互作用力不足以提供所需向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。
O
F
v
有一种叫做“魔盘”的娱乐设施，如图所示．当魔盘快速旋转时，进入魔盘上的人前仰后翻、甚是有趣．若你进入魔盘随盘转动而不至于摔倒，你将如何去做？你的受力情况如何？
要防止离心现象发生，该怎么办？
1、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。
2、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力。
【触类旁通】
下列属于离心现象的是(
)
A．投篮球
CD
B．投掷标枪
C．用洗衣机脱去湿衣服中的水
D．旋转雨伞甩掉雨伞上的水滴
C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力，维持其作圆周运动
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周半径方向离开圆心
B、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将沿圆周切线方向离开圆心
D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故
1、下列说法正确的是 ( )
巩固练习：
B
２、为了防止汽车在水平路面上转弯时出现“打滑”的现象，可以：( )
a、增大汽车转弯时的速度　 b、减小汽车转弯时的速度
c、增大汽车与路面间的摩擦 d、减小汽车与路面间的摩擦
A、a、b B、a、c C、b、d D、b、c
D
中央电视台《今日说法》栏目报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是(　　)
生活点击：
A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动
B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动
C．公路在设计上可能内(东)高外(西)低
D．公路在设计上可能外(西)高内(东)低
答案：AC
思维拓展：
生活中什么样的情况下会出现近心运动呢？
比比谁想得快！
思考:过山车为什么在最高点也不会掉下来
过山车
如下图所示的“水流星”是我国传统的杂技节目，演员们把盛有水的容器用绳子拉住在空中如流星般快速摆动，同时表演高难度的动作，容器中的水居然一滴也不流下来。
你考虑过没有：
(1)“水流星”的运动快慢与手中拉力的大小有什么关系？
(2)如果手中的力渐渐减小，将会发生什么现象？
实例研究——杂技“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L）
O
研究对象：
水
水在最高点受力情况如何？水恰不流出的条件是什么？
受重力（压力为零）.
列出表达式，计算.
mg=mV2/L
V=
三、航天器中的失重现象
四、离心运动
1．离心现象的分析与讨论．
2．离心运动的应用和防止．

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