6.5一般曲线运动和离心运动- 【大单元教学】高一物理同步备课系列（人教版2019必修第二册）

大单元教学必修二第六章圆周运动 任务四：变速圆周运动、一般曲线运动和离心运动 多姿多彩的生活不会拘泥于形式，我们的生活中圆周运动虽多，但匀速的并不多；我们的生活中圆周运动随处可见，但普通曲线运动更多。我们能用我们现有的知识研究他们吗？ 2 变速圆周运动和一般曲线运动的受力特点 壹 3 运动员抛出链球的过程中，使链球越转越快，在链球速度比较大的时候，抛出链球，使链球运动的更远。 这个过程中链球做变速圆周运动。 想一想：做变速圆周运动的物体，其受力情况如何呢？ 变速圆周运动 匀速圆周运动所受的合力提供向心力，方向始终指向圆心；如果一个沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心，还能做匀速圆周运动吗？ 当沿圆周运动的物体所受的合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。 O O Fn   F合 v Fn   v F合 速度增大的圆周运动 速度减小的圆周运动 向心分力Fn ，产生向心加速度an，只改变线速度的方向。 切向分力Fτ ，产生切向加速度aτ，改变线速度的大小。 物体做变速圆周运动时： 当合外力与速度夹锐角时，物体线速度增加  当合外力与速度夹钝角时，物体线速度减小  物体做变速圆周运动的受力条件：当做圆周运动的物体所受合力不指向圆心时，物体做变速圆周运动。 变速圆周运动的规律 03 运动轨迹既不是直线也不是圆周的曲线运动，可以称为一般曲线运动。 r1 r2 研究方法：把一般曲线分割为许多极短的小段，每一段都可以看作一小段圆弧。这些圆弧的弯曲程度不一样，表明它们具有不同的曲率半径。在分析质点经过曲线上某位置的运动时可以采用圆周运动的分析方法进行处理。 一般的曲线运动 04 1.从向心力的来源看 匀速圆周运动：合外力全部用来提供向心力 变速圆周运动：合外力部分用来提供向心力 2.从加速度的角度看 仅有向心加速度的圆周运动是匀速圆周运动 同时具有向心加速度和切向加速度的圆周运动是变速圆周运动 变速圆周运动与匀速圆周运动的对比 05 问题思考：汽车在如图所示的道路上行驶，如果从速度计读出了汽车运动的速度，为了计算汽车的向心力，还需要知道什么物理量？ 变速圆周运动的应用 06 离心运动 贰 10 问题1.分析下面视频中运动产生的原因（条件）？ F合＜mω2r ， 1、定义：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时，做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动. O F合 = mω2r， F 合= 0 ， 物体沿切线方向飞出远离圆心 物体做匀速圆周运动 物体做逐渐远离圆心的运动 2.条件： 0 ≤F合＜mω2r F = F < F > 匀速圆周运动 离心运动 向心运动 问题2.离心运动在生活中应用在哪些地方？ 离心抛掷 离心脱水 离心分离 离心甩干 问题3.离心运动在生活中的哪些地方有害，我们怎样防止？ 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 课堂小结 1．从向心力的来源看变速圆周运动。 2．从加速度的角度看变速圆周运动 3．微元方法处理一般曲线运动 变速圆周运动和离心运动 变速圆周运动和一般曲线运动 1．离心现象的分析与讨论． 2．离心运动的应用和防止． 离心运动 1.(一般曲线运动)一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图（a）所示，曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出，如图（b）所示。则在其轨迹最高点处的曲率半径是（  ） A． B． C． D． 【参考答案】C 课堂练习 课堂练习 2.(离心现象)下列事例利用了离心现象的是(　　) 答案:D 课堂练习 解析:自行车赛道倾斜,应用了支持力与重力的合力提供向心力,防止产生离心运动,故A错误。因为Fn=m ,所以速度越快所需的向心力就越大,汽车转弯时要限制速度,来减小汽车所需的向心力,防止离心运动,故B错误。汽车上坡前加速,与离心运动无关,故C错误。拖把利用旋转脱水,就是利用了离心运动,故D正确。 课堂练习 3.(变速圆周运动)如图所示，置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动，当转速达到某一数值时，物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R＝0.5 m，离水平地面的