离心运动与航天器中的失重.pptVIP

一做圆周运动的条件 * 1.火车转弯 受力特点：由于外侧高于内侧，重力和支持力的合力提供向心力 F=mgtanα= m R v2 v= gRtanα 转弯限速取决于拐弯半径和斜面倾角 复习 2.汽车过拱桥 重力G与支持力FN为汽车提供过拱桥的向心力 则： 若是凹形圆桥面 若是凸形圆桥面 则： FN V ＦＮ 讨论 物做近心运动 ① 绳和内轨模型 理论研究 mg FN v 轨道提供支持力,绳子提供拉力。 v ② 杆儿和双轨模型 能过最高点的临界条件: 当速度v 时, 杆儿对小球是拉力; 当速度v 时, 杆儿对小球是支持力; 当速度v = 时, 杆儿对小球无作用力。 mg FN 讨论 FN=0 杆既可以提供拉力,也可以提供支持力。 FN FN 绳 杆 圆管 模型图 m的受力情况 最高点A的速度 重力、 绳的拉力 A O m B L 重力、杆的拉力或支持力 A O m B R 重力、外管壁的支持力或内管壁的支持力 竖直平面内的变速圆周运动 A O m B L . 如图所示，杂技演员在表演“水流星”， 用长为1.6m轻绳 的一端，系一个总质量为0.5kg的盛水容器，以绳的另一端为圆 心，在竖直平面内做圆周运动，若“水流星”通过最高点的速 度为4m/s，g取10m/s2，则下列说法正确的是（ ） A. “水流星”通过最高点时，有水从容器中流出 B. “水流星”通过最高点时，绳的张力及容器的 底部受到的压力均为零 C. “水流星”通过最高点时，处于完全失重状态， 不受力的作用 D. “水流星”通过最高点时，绳子的拉力大小为5N M N v O R B 1实际所能提供的向心力 F提供 指向圆心方向的合外力 2做圆周运动所需的向心力F需 F需=m v2 r F需=m rω2 3做圆周运动的条件 F提供 = F需 指向圆心方向的合外力等于物体做圆周运动所需的向心力 离心运动 1.现象： 当指向圆心的合力突然消失或者不足时，物体做逐渐远离圆心的运动，叫做离心运动。 二离心运动 2条件： 3、离心运动的应用和防止 (1)离心运动的应用 ①甩干雨伞上的水滴 在雨天,我们可以通过旋转雨伞 的方法甩干雨伞上的水滴,旋转时,当转动快到一定的程度时,水滴和雨伞之间的附着力满足不了水滴做圆周运动所需的向心力,水滴就会做远离圆心的运动而被甩出去。 ②链球运动 在田径比赛中,链球项目就是得用离心现象来实现投掷的。链球的投掷是通过预摆和旋转来完成的,运动员手持链球链条的一端,在链球高速旋转时,突然松手,拉力消失,链就沿切线方向飞出去。 把湿布块放在离心干燥器的金属网笼里,网笼转得比较慢时,水滴跟物体的附着力 F足以提供所需要的向心力,使水滴做圆周运动,当网笼转的比较快时,附着力 F 不足以提供所需要的向心力,于是水滴做离心运动,穿过网孔,飞到网笼外面。洗衣机的脱水筒也是利用离心运动把湿衣服甩干的。 ③离心干燥器 o Fmω2r F v 关于制作棉花糖的原理 它的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时,迅速冷却凝固,变得纤细雪白,像一团团棉花。 (2)离心运动的防止 ① 在水平公路上行驶的汽车转弯时 υ Ffmaxm υ r 2 Ff 汽车 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F大于最大静摩擦力Ffmax,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。 ② 高速转动的砂轮、飞轮等 高速转动的砂轮、飞轮等,都不得超过允许的最大转速,如果转速过高,砂轮、飞轮内部分子间的作用力不足以提供所需的向心力时,离心运动会便它们破裂,甚至酿成事故。为了防止事故的发生,通常还要在砂轮和飞轮的外侧加装一个防护罩。 思考与讨论： 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？…… 为了全人类的和平进步，中国人来到太空了! 0 在航天器中所有和重力有关的仪器都无法使用！ 1弹簧测力计无法测量物体的重力 2天平无法测量物体的质量 但仍能测量拉力或压力的大小。 3水银气压计无法测量大气压 4温度计仍然可以测温度 利用完全失重条件的科学研究 液体呈绝对球形 制造理想的滚珠 制造泡沫金属 .宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中处