生活中的圆周运动

在近地做匀速圆周运动的宇宙飞船中， 航天员的向心力由什么力提供？当v为 何值时，航天员（或物体）对航天器无 压力？（可认为近地圆轨道半径为地球半径，航天
N
员受到的地球引力近似等于他在地面测得的 体重mg） F
F万
四、离心运动
当F合＝mw2r时，物体做匀速圆周运动 当F合＜ mw2r时，物体逐渐远离圆心运动 当F合＝0时，物体沿切线方向飞出 当F合> mw2r时，物体做逐渐靠近圆心的运动
生活中的圆周运动
一、火车转弯问题（水平面的圆周运动）
1、内外轨道一样高
N
F
2、实际应用中的处理
N
G
向心力由外侧轨道对车 轮轮缘的挤压力F提供
G
向心力由重力G和支持 力N的合力提供
当轨道平面与水平面之间的夹角为θ，转弯 半径为R时，质量为m的火车行驶速度v0多 大轨道才不受挤压？
FN
θБайду номын сангаас
F合
G
θ
L
h
二、拱形桥
1．质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径
为R，试画出汽车受力分析图，并求出汽车通过桥的最高点时对
桥的压力．汽车的重力与汽车对桥的压力谁大？V越大，压力如 何变化？
FN
mg
二、拱形桥
2．当汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车 的重力大还是小呢？ FN
mg
三、航天器中的失重现象
做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失 或不足以提供圆周运动所需向心力时，就做逐渐 远离圆心的运动，这种运动就叫离心运动。
四、离心现象的应用与危害
应用
危害

3.
水不能通过最高点，实际上小桶还没有到达最高点时水 水不能通过最高点， 就已经流出来了。 就已经流出来了。
4。离心现象 。
绳栓着小球做圆周运动时， 绳栓着小球做圆周运动时，小球所需的向心力由 绳的弹力提供。向心力F=mω2r，如果 增大， 增大， 绳的弹力提供。向心力 ，如果ω增大 也增大， 增大到一定程度 绳会被拉断， 增大到一定程度， 则F也增大，F增大到一定程度，绳会被拉断， 也增大 致使F=0，向心力消失，小球将沿切线方向飞出 致使 ，向心力消失， 而远离圆心运动。 而远离圆心运动。 同样， F小于它做圆 同样，若F小于它做圆 周运动的所需的向心力， 周运动的所需的向心力， 即F<mω2r，小球也要 ， 沿一条曲线运动， 沿一条曲线运动，而且 离圆心越来越远。 离圆心越来越远。
B
)
A、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时，将 、作匀速圆周运动的物体，在所受合外力突然消失时， 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， 、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 C、作匀速圆周运动的物体，它自己会产生一个向心力， 、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 D、作离心运动的物体，是因为受到离心力作用的缘故 、作离心运动的物体，
离心现象的本质： 离心现象的本质： 合外力不足以提供物体作圆周运动 所需要的向心力
பைடு நூலகம்
“供不应求” 供不应求” 供不应求
离心现象事例
在实际中，有一些利用离心运动的机械， 在实际中，有一些利用离心运动的机械，这些机械叫做离心机 离心机械的种类很多，应用也很广。例如，离心干燥（ 械。离心机械的种类很多，应用也很广。例如，离心干燥（脱 离心分离器，离心水泵。 水）器，离心分离器，离心水泵。

v 5 Fn = m = 8 N 10 r
轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨 轮缘与外轨间的相互作用力太大， 和车轮极易受损！ 和车轮极易受损！
2
4、为了减轻铁轨的受损程度，你能提出 为了减轻铁轨的受损程度， 一些可行的方案吗？ 一些可行的方案吗？ F
N
F
o
G
让重力和支持力的合力提供向心力，来减 让重力和支持力的合力提供向心力， 少外轨对轮缘的挤压。 少外轨对轮缘的挤压。
汽车转弯时的措施： 汽车转弯时的措施：
把转弯处的道路修成外高内低。 把转弯处的道路修成外高内低。
二、拱形桥 1、汽车静止在桥上与通过桥时的状态是否 相同？ 相同？ 2、汽车过凹桥时，在最低点时，车对凹桥 汽车过凹桥时，在最低点时， FN 的压力怎样？ 的压力怎样？
v FN - G = m r
v FN = G + m r
5.解： 解 设物体的的质量为m， 设物体的的质量为 ，物体运动到圆轨道的最高点的 速度为v，受到圆轨道的压力为F 速度为 ，受到圆轨道的压力为 N。将物体在圆轨道最 高点的重力势能定为0，以开始滚下点点为初状态， 高点的重力势能定为 ，以开始滚下点点为初状态， 根据机械能守恒定律得 mg(h－2R)= m v2/2 － 根据牛顿运动定律得， 根据牛顿运动定律得， FN+mg= m v2/R
3.解：（1）汽车在桥顶部做圆周运动，重力 和支持 解：（ ）汽车在桥顶部做圆周运动，重力G和支持 的合力提供向心力， － 力FN的合力提供向心力，即 G－FN= m v2/r FN=G－m v2/r = 7440N 得汽车所受支持力 － 根据牛顿第三运动定律得， 根据牛顿第三运动定律得，汽车对桥顶的压力大小也 7440N。 是 。 （2）根据题意，汽车对桥顶没有压力时，即FN=0，对 ）根据题意，汽车对桥顶没有压力时， ， 应的速度为V， 应的速度为 ，v = gr = 22.1m=79.6Km/h。 。 3）汽车在桥顶做圆周运动，重力G和支持力 和支持力F （3）汽车在桥顶做圆周运动，重力G和支持力FN的合 力提供向心力， 力提供向心力， G－FN= m v2/r， 即 － ， 汽车所受支持力 FN=G－m v2/r， － ， 对于相同的行驶速度，拱桥圆弧半径越大， 对于相同的行驶速度，拱桥圆弧半径越大，桥面所受 压力越大，汽车行驶越安全。 压力越大，汽车行驶越安全。 （4）根据第二问的结果，对应的速度为 0， ）根据第二问的结果，对应的速度为V v = gr 得V0=7.9Km/s

生活中的圆周运动在我们日常生活中，圆周运动是一种十分常见的现象。

无论是自然界中的现象，还是人类生活中的各种事物，都可以看到圆周运动的影子。

让我们来深入探讨一下生活中的圆周运动。

自然界中的圆周运动星星的轨道夜空中闪烁的星星并不是静止不动的，它们在天空中运动着。

这种运动有一个共同的规律，即围绕某个中心点做圆周运动。

例如，地球围绕太阳做公转，同时也自转，形成了一个巨大的圆周运动系统。

而地球上的月球则围绕地球做圆周运动，形成了月相的变化。

海洋的涡流海洋中也存在着各种形式的圆周运动。

海洋中的涡流就是其中之一。

涡流是由水流速度和方向的不同造成的，它们像是在海洋中画着一个个巨大的圆周轨迹，影响着海洋中的水文环境。

人类生活中的圆周运动车轮的旋转我们乘坐的各种交通工具中，车轮的旋转就是一种典型的圆周运动。

汽车、自行车、火车等交通工具的前进，都是依靠车轮围绕中心点做圆周运动产生的。

这种圆周运动使得交通工具能够稳定地前进。

摆动物体人类生活中还有很多摆动的物体，比如钟表的指针、吊坠、摇摆玩具等。

这些物体的运动往往也是圆周的。

它们依靠重力或者弹簧力等力的作用，围绕固定的轴心做圆周运动。

其他领域中的圆周运动除了自然界和人类生活中，圆周运动在其他领域也有广泛的应用。

比如天文学中的行星运动、机械工程中的机械零件旋转等，都是圆周运动的典型例子。

总的来说，生活中的圆周运动无处不在，它是自然规律的一种体现，也是人类活动的重要组成部分。

通过深入理解圆周运动的原理和规律，我们可以更好地认识和利用这一现象，为生活带来更多的便利和美好。

愿我们在生活中，能够更多地感受到圆周运动带来的神奇和奇妙！。