校本教材生活中的圆周运动.doc

PAGE PAGE 1 生活中的圆周运动 圆周运动是一种曲线运动，现实生活中的有很多这样的运动形式。究竟是什么原因使物体能时刻改变运动方向，始终围绕圆心做圆周运动而不被甩出去？生活中我们又是如何控制物体完成圆周运动的…… 教材链接 教材链接 1．圆周运动的传动问题 匀速圆周运动线速度、角速度、周期之间的关系： 。在T 、f 、ω 三个量中任意一个确定，其余两个也就确定了，但v还和半径r有关。在传动装置中，凡是直接用皮带传动（包括链条传动、摩擦传动、齿轮传动）的两个轮子，两轮边缘上各点的线速度大小相等；凡是同一个轮轴上（各个轮都绕同一根轴同步转动）的各点角速度相等（轴上的点除外）。 2．圆周运动的动力学问题 做圆周运动运动的物体都要受到向心力，它可以是几个力的合力也可以是一个力的分力，是效果力，其方向始终指向圆心。 （1）匀速圆周（水平）运动的模型有： （2）变速圆周（竖直）运动模型的在最高点临界问题，有下面三种类型： （1）绳拉小球、水流星和过山车模型：是单向约束，只提供指向圆心方向的约束 ①临界条件：小球达最高点时绳子的拉力（或轨道的弹力）刚好等于0，小球在最高点的向心力全部由重力来提供，这时有通过最高点的最小速度，通常叫临界速度 ②能通过最高点的条件：v≥vmin，绳对球产生拉力，轨道对球产生压力。 ③当v＜vmin时，球没到最高点就脱离了轨道 （2）汽车过凸形桥最高点：是单向约束，只提供背向圆心方向的约束 ①临界条件：凸形桥对汽车刚好没有弹力的作用：mg=mv2/R，所以v临界= ②能过最高点的条件：v＜， ③当v≥时，汽车将离开桥面，做平抛运动。 （3）轻质杆拉小球（管道和环穿珠模型）：是双向约束，可提供背向圆心或指向圆心方向的力 ①当v＝0时，N＝mg（N为支持力）； ②当 0＜v＜时， N随v增大而减小，且mg＞N＞0，N为支持力。方向背向圆心； ③当v =时，N＝0； ④当v＞时，N为拉力，N随v的增大而增大（此时N为拉力，方向指向圆心）。 3．离心运动和近心运动 F提供 ＝ F需要 圆周运动 F提供 ＞ F需要 近心运动 F提供 ＜ F需要 离心运动 F提供 ＝ 0 沿切线做匀速直线运动 注意：离心运动并不存在离心力，只是由于惯性物体做离心运动。 你知道吗 你知道吗… 生活篇 生活篇 自行车中的传动 自行车是传动式机械，它的传动装置包括主动齿轮、被动齿轮、链条及变速器等。齿轮比与传动比关系着自行车的使用效率。后轮运转实质在于：在链条传动下的飞轮带动后轮转动，飞轮与后轮具有相同的角速度，而后轮半径远大于齿轮半径，由线速度增大，提高了车速。 齿轮比:主动轮对被动轮的齿数之比为齿轮比。如果两个齿轮的齿数相同，那末踏蹬一周，两个齿轮和后轮都各旋转一周。假如主动齿轮的齿数大于被动齿轮的齿数，那么每踏蹬一周，被动齿轮转的圈数就大于一周多，速度加大。因此，齿轮比与主动轮的齿数成正比，与被动齿轮的齿数成反比。以g代表齿轮比，c代表主动齿轮的齿数，f代表被动齿轮的齿数，它们之间的关系用公式表示，即：。例如：赛车轮盘为49齿，飞轮为14齿，即可求出齿轮比为: g=c/f=49/14=3.5 也就是说蹬踏轮盘一周，飞轮转三周半。 大小齿