生活中的圆周运动
知识回顾
物体做圆周运动时，受力有何共同点
物体要受到指向圆心的向心力
向心力的特点
方向：总是指向圆心

大小：
分析做圆周运动的物体受力情况
提供向心力
受力分析
Ff
FN+mg
“供需”平衡 物体做匀速圆周运动
向心力公式的理解
从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体
赛道的设计
列车速度过快，造成翻车事故
实例研究1——火车过弯
火车以半径R在水平轨道上转弯，火车质量为M，速度为v。分析火车的向心力情况。
实例研究1——火车转弯
实例研究1——火车转弯
FN
向心力由外侧轨道对车
轮轮缘的挤压力提供.
研究讨论:
1、如何减轻火车对轨道的侧压力？
实际火车车轮与铁轨模型

2、优点
1、做圆周运动时向心力由哪些力提供？
摩擦力、轮缘与铁轨间的弹力的合力提供
3、缺点
结构简单，便于实现
轮缘与铁轨有挤压，车轮与铁轨都有磨损
垫高外轨
利用支持力的分力提供一部分向心力，达到“供需”平衡。
2、优点
1、做圆周运动时向心力由哪些力提供？
3、缺点
可以减少对摩擦力的需要
需要改造铁路，设计施工难度大
向心、圆周、离心运动
“供”“需”是否平衡决定物体做何种运动
供
提供物体做圆周运动的力
需
物体做匀速圆周运动所需的力
实例研究2——过拱桥
1、汽车过拱桥是竖直面内圆周运动的典型代表
2、研究方法与水平面内圆周运动相同
比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。
失重
超重
最高点
最低点
研究与讨论
1、若速度过快，汽车做何种运动？
提供的向心力不足，做离心运动，离开桥面做平抛运动
2、有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？
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，而是在航天飞机中．
研究圆周运动的要点
从“供”“需”两方面来进行研究
“供”——分析物体受力，求沿半径方向的合外力
“需”——确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力
“供”“需”平衡做圆周运动
三、航天器中的失重现象
三、航天器中的失重现象
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，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:
1、座舱对宇航员的支持力?
2、此时飞船的速度多大?
3、通过求解．你可以得出什么结论?（怎样理解失重现象？）
航天器绕地球做近似地匀速圆周运动，此时重力提供了向心力。航天器中的人随航天器一起做匀速圆周运动，其向心力也是由重力提供的，此时重力完全用来提供向心力，不对其他物体产生压力，即里面的人和物处于完全失重状态。
离心运动的应用
四、离心运动
1、做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动？为什么？
2、如果物体受到的合外力不足以提供向心力，它会怎样运动？为什么？
做匀速圆周运动的物体，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。
1、离心运动：
2、物体作离心运动的条件：
离心运动的应用
1、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。
2、制作“棉花”糖的原理：
内筒与洗衣机的脱水筒相似，里面加入白砂糖，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，并迅速冷却凝固，变得纤细雪白，像一团团棉花。
要使原来作圆周运动的物体作离心运动，该怎么办？
？问题一：
A、提高转速，使所需向心力增大到大于物体所受合外力。
B、减小合外力或使其消失
离心运动的危害
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的向心力，离心运动会使它们破裂，酿成事故。
？问题二：
要防止离心现象发生，该怎么办？
A、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
B、增大合外力，使其达到物体作圆周运动时所需的向心力
作业：
1、《高中课堂》5.7
2、课后问题与练习1,2,3,4