匀速圆周运动应用PPT教学课件.ppt

1、匀速圆周运动应用PPT教学课件 在日常生活中有很多圆周运动的实在日常生活中有很多圆周运动的实例：骑自行车、摩托车转弯，汽车、例：骑自行车、摩托车转弯，汽车、火车转弯，车通过凸形桥、凹形桥，火车转弯，车通过凸形桥、凹形桥，飞机作俯冲拉起运动等都是圆周运飞机作俯冲拉起运动等都是圆周运动，这些运动的向心力的来源是什动，这些运动的向心力的来源是什么？么？下面我们就通过几个下面我们就通过几个具体问题具体问题来分析向心力的来源。来分析向心力的来源。第六节第六节匀速圆周运动的实例分析匀速圆周运动的实例分析 1、进一步理解向心力是物体沿半径方向的合外力。2、进一步理解向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运

2、动(各物理量必须为同一时刻的瞬时值)。3、会在具体问题中分析向心力的来源。教学目标教学目标：实例分析：实例1、火车转弯：c c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。1 1、内外轨道一样高时、内外轨道一样高时GFNFa a：此时火车受力：重力、支持力、：此时火车受力：重力、支持力、机车的牵引力、空气及机车的牵引力、空气及铁轨的阻力、铁轨的阻力、外轨对轮缘的弹力。外轨对轮缘的弹力。b b：外轨对轮缘的弹力：外轨对轮缘的弹力F F提

3、供向心力。提供向心力。F=mvF=mv2 2/r/r 说明：转弯处要选择说明：转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力弯时所需的向心力F F完全由完全由重力重力G G和支持力和支持力N N的合力来提的合力来提供，这样外轨就不受轮缘的供，这样外轨就不受轮缘的挤压了。挤压了。转弯处转弯处-外轨略高于内轨。外轨略高于内轨。向心力向心力2 2、外轨略高于内轨时、外轨略高于内轨时实例实例2 2：汽车过拱桥的问题汽车过拱桥的问题 汽车在拱桥上以速度汽车在拱桥上以速度v v前进，桥面的圆弧半径为前进，桥面的圆弧半径为R R，求汽，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？车过桥的

4、最高点时对桥面的压力？e:e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以所以 rVmGF21rVmGF2压GF压a a：选汽车为研究对象：选汽车为研究对象b b：对汽车进行受力分析：受到重力和：对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力桥对车的支持力c c：上述两个力的合力提供向心力、且：上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下向心力方向向下 d d：建立关系式：建立关系式：F向=G-F1=2mvr且且解析：解析：说明：说明：上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动，我们上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动，我们仍使用了匀速圆周运动的公式，原因是向心力和

5、向心加速度仍使用了匀速圆周运动的公式，原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。的公式对于变速圆周运动同样适用。失重失重 思考与讨论2 2、请你根据上面分析汽车通过凸形、请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分析一下汽车通过凹形桥的思路，分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力（如图）。桥最低点时对桥的压力（如图）。这时的压力比汽车的重量大还是小？这时的压力比汽车的重量大还是小？1 1、根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车、根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，对桥的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增

6、大时，会有什么现象发生呢？会有什么现象发生呢？解析：解析：GF2mvrF G=F=G+2mvrF=F G汽车竖直方向受两个力汽车竖直方向受两个力:G、FF越大越大,轮胎的形变越大轮胎的形变越大,易爆胎易爆胎飞离桥面飞离桥面完全失重完全失重超重超重（4 4）解方程，对结果进行必要的讨论。）解方程，对结果进行必要的讨论。运用向心力公式解题的步骤：运用向心力公式解题的步骤：（1 1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。运动，找到圆心和半径。（2 2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力

7、分析，分析是哪些力提供了向心力。具体的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。（3 3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力公式列方程。公式列方程。实例实例3 3：“水流星水流星”模型模型杂技演员表演杂技演员表演“水流星水流星”节目，我们发节目，我们发现不管演员怎样抡，水都不会从杯里洒现不管演员怎样抡，水都不会从杯里洒出，甚至杯子在竖直面内运动到最高点出，甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出。这是为什么？洒出。这是为什么？取杯中的水为研究对象取杯中的水为研究对象:杯中的水是在竖直平面内作圆周

8、运动杯中的水是在竖直平面内作圆周运动 在最高点时受到两个力的作用：重力和杯在最高点时受到两个力的作用：重力和杯底对水的弹力底对水的弹力 有有:N+mg=mv2/r思考题？思考题？自行车转弯时，稍一倾斜就过去了，摩托车转弯倾斜度要大自行车转弯时，稍一倾斜就过去了，摩托车转弯倾斜度要大一些。摩托赛车时转弯，倾斜度更大，几乎倒在地上。一些。摩托赛车时转弯，倾斜度更大，几乎倒在地上。问：问：什么力提供向心力？向心力与倾斜度有关吗？有何关系？什么力提供向心力？向心力与倾斜度有关吗？有何关系？解答：解答：由地面由地面对车的静摩对车的静摩擦力提供擦力提供 有关系，有关系，倾斜度越大，倾斜度越大，向心力越大向

9、心力越大作业：作业：P P9898 4 4、5 54 4、补充：、补充：汽车以多大的速汽车以多大的速度驶过桥顶时，汽车对桥度驶过桥顶时，汽车对桥面的压力为零？面的压力为零？1 1、用绳系一个小球，使它在光滑水平桌面上、用绳系一个小球，使它在光滑水平桌面上做匀速圆周运动，小球受几个力的作用？有人做匀速圆周运动，小球受几个力的作用？有人说，受说，受4 4个力的作用：重力、桌面的支持力、个力的作用：重力、桌面的支持力、绳的拉力、向心力。这种分析对吗？为什么？绳的拉力、向心力。这种分析对吗？为什么？课堂练习：课堂练习：不对，受三个力作用不对，受三个力作用向心力（绳的拉力）是它们的合力向心力（绳的拉力）

10、是它们的合力O 2 2、把一个小球放在玻璃漏斗里，、把一个小球放在玻璃漏斗里，晃动几下漏斗，可以使小球沿光滑晃动几下漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆周运动（如图）。小球的向心力是周运动（如图）。小球的向心力是由什么力提供的？由什么力提供的？是重力和漏斗壁对小球支持力是重力和漏斗壁对小球支持力的合力提供的的合力提供的F 第四章第四章 人类与生物圈人类与生物圈第一节第一节 生物圈的概念及其发展生物圈的概念及其发展 生物圈是指地球上有生命的部分，即地球上所有的生物，包括人类及其生存环境的总体。在生机勃勃的生物圈以外，还有一些休眠形式生命的“副生物圈”

11、区域。生物圈的发育大约经历了30亿年的漫长历程。生物圈是地球上最大的生态系统，它包括海平面以上9公里到海平面以下10公里的范围。第二节第二节 生态系统的结构与功能生态系统的结构与功能一.生态系统的结构和类型生态系统的类型 水生生态系统陆地生态系统陆地生态系统二二.生态系统的功能生态系统的功能 1942年，美国生态学家林德曼（年，美国生态学家林德曼（R.L.Lindeman，19151942）对一个天然湖泊）对一个天然湖泊赛达伯格湖的能量流动进行了定赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，得出了上图所示的数据。量分析，得出了上图所示的数据。(一一)能量流动能量流动一般来说，在输入到某一个一般来说，在

12、输入到某一个营养级的能量中，只有营养级的能量中，只有1020的能量能够流动到的能量能够流动到后一个营养级，也就是说，后一个营养级，也就是说，能量在相邻的两个营养级间能量在相邻的两个营养级间的传递效率大约是的传递效率大约是1020。为了形象地说明这个问。为了形象地说明这个问题，可以将单位时间内各个题，可以将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，这样就由低到高绘制成图，这样就形成一个金字塔图形，叫做形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。从能量金字塔能量金字塔。从能量金字塔可以看出，在一个生态系统可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流中，营养级越多，

13、在能量流动过程中消耗的能量就越多。动过程中消耗的能量就越多。能量传递的能量传递的“十分之一定律十分之一定律”(二)物质循环1.碳循环碳循环碳是地球上储量最丰富的元素之一。它广泛碳是地球上储量最丰富的元素之一。它广泛地分布于大气、海洋、地壳沉积岩和生物体中，地分布于大气、海洋、地壳沉积岩和生物体中，并随地球的运动循环不止。同时碳又是有机化并随地球的运动循环不止。同时碳又是有机化合物的基本成分，是构成生命体的基本元素。碳合物的基本成分，是构成生命体的基本元素。碳循环还与生命活动紧密相联。亿万年来，在地球循环还与生命活动紧密相联。亿万年来，在地球的生物圈和大气圈中，碳通过生命的新陈代谢，的生物圈和大

14、气圈中，碳通过生命的新陈代谢，往复循环、生生不息。往复循环、生生不息。碳循环示意图碳循环示意图全球碳循环全球碳循环 自然界中绝大多数的碳并非储存于生物体内，而是储存于大量的地壳沉积岩中。一方面沉积岩中的碳因自然和人为的各种化学作用分解后进入大气和海洋；另一方面生物体死亡以及其他各种含碳物质又不停地以沉积物的形式返回地壳中，由此构成了全球碳循环的一部分。碳的生物循环虽然对地球的环境有着很大的影响，但是从以百万年计的地质时间上来看，缓慢变化的碳的地球化学大循环才是地球环境最主要的控制因素。二氧化碳问题二氧化碳问题 自然界自发进行的碳循环，在很长的时期内始终处于一种均衡的状态，使地球的环境基本保持不

15、变。然而人类的行为却在很短的时间内打破了这种平衡。尤其是近二百年来，人类对煤、石油和天然气等含碳能源的大量开采利用，致使更多的二氧化碳被排入大气。本世纪以来，大气测量的众多数据表明，大气中二氧化碳浓度正在呈指数上升。二氧化碳能吸收地表的红外辐射，是一种典型的温室气体。自从100年前瑞典化学家阿伦尼乌斯（Svante Arrhenius）提出大气中二氧化碳丰度的变化会影响地表温度的假说以来，越来越多的科学家致力于大气中二氧化碳与环境关系的研究。时至今日，大量的研究表明，大气中二氧化碳浓度的增长，将继续使全球气候发生变化，从而也给人类社会带来了深远的影响。2.氮循环氮在地球大气圈、岩石圈和生物圈都

16、有广泛的分布。氮在地球大气圈、岩石圈和生物圈都有广泛的分布。在大气中氮的储量最为丰富。在地壳中的氮也是常见在大气中氮的储量最为丰富。在地壳中的氮也是常见元素之一。生物圈中的氮总量最少，但是它对生命体元素之一。生物圈中的氮总量最少，但是它对生命体却有着决定性的作用。无论是生命必须的蛋白质还是却有着决定性的作用。无论是生命必须的蛋白质还是核酸，处处都离不开氮的存在。核酸，处处都离不开氮的存在。氮循环示意图 氮是构成生命的主要元素。植物的生长氮是构成生命的主要元素。植物的生长更缺少不了氮的补充。但是由于地表径更缺少不了氮的补充。但是由于地表径流的溶解和搬运作用，土壤中的氮往往流的溶解和搬运作用，土壤

17、中的氮往往消耗极大而补充很少。而大多数植物又消耗极大而补充很少。而大多数植物又不能直接吸收大气中的氮。自然条件下，不能直接吸收大气中的氮。自然条件下，很多植被丰茂的地区都面临着氮的缺乏。很多植被丰茂的地区都面临着氮的缺乏。人类利用自身的智慧使全球氮循环，尤人类利用自身的智慧使全球氮循环，尤其是大气的氮循环得到了补充。现代化其是大气的氮循环得到了补充。现代化肥工业肥工业成功地固定了大气中的氮，并将其转化成功地固定了大气中的氮，并将其转化为可被初级生产者利用的形式。这个有为可被初级生产者利用的形式。这个有90年历史的产业带来了全世界范围内农年历史的产业带来了全世界范围内农作物产量的大幅度增长，因而

18、被称之为作物产量的大幅度增长，因而被称之为“绿色革命绿色革命”。(三)信息传递1.物理信息 2.化学信息 3.营养信息 4.行为信息第三节 人类对生物圈的影响一.生态平衡及其破坏 乱砍滥伐乱砍滥伐环境污染环境污染美国科学家小米勒总结出生态学三定律:1.我们的任何行动都不是孤立的,对自然界的任何侵犯都具有无限的效应,其中许多是不可预料的.这一定律是G.哈定提出来的,可称为多效应原理.2.每一事物无不与其他事物相互联系和相互交融.此定律又称相互联系原理.3.我们所生产的任何物质不应对地球上自然的生物地球化学循环有任何干扰.此定律或可称为勿干扰原理.(一)森林在缩小纸张与森林：纸张与森林：纸浆需求量

19、的猛增，是木材消费纸浆需求量的猛增，是木材消费增长的原因之一。全国年造纸消耗木材增长的原因之一。全国年造纸消耗木材1000万万立方米，进口木浆立方米，进口木浆130多万吨，进口纸张多万吨，进口纸张400多多万吨，这要砍伐多少树木啊！纸张的大量消费万吨，这要砍伐多少树木啊！纸张的大量消费不仅造成森林毁坏，而且因生产纸浆排放污水不仅造成森林毁坏，而且因生产纸浆排放污水使江河湖泊受到严重污染（造纸行业所造成的使江河湖泊受到严重污染（造纸行业所造成的污染占整个水域污染的污染占整个水域污染的30%以上。）以上。）一次性筷子的危害：一次性筷子的危害：一次性筷子是日本人发明的。日本的森林覆盖率高大65%，但

20、他们却不砍伐自己国土上的树木来做一次性筷子，全靠进口。我国的森林覆盖率不到14%，却是出口一次性筷子的大国。我国北方的一次性筷子的产业每年要向日本和韩国出口150亿双筷子。全国每年生产一次性筷子耗材130万立方米，减少森林蓄积200万立方米。一棵树的生态价值：一棵树的生态价值：印度加尔各答农业大学德斯教授对一棵树的生态价值进行了计算：一棵50年树龄的树，产生氧气的价值约31，200美元；吸收有毒气体，防止大气污染价值62，500美元；增加土壤肥力价值约31，200美元；涵养水源价值37，500美元；为鸟类及其他动物提供繁衍场所价值31，250美元；产生蛋白质价值2，500美元。除去花，果实和木

21、材价值，总计创值约196，000美元。森林的消失：森林的消失：我国的森林覆盖率只有世界平均值的1/4。据统计，我国森林在10年间锐减了23%，可伐蓄积量减少了50%。云南西双版纳的天然森林，自50年代以来，每年已约1.6万公顷的速度消失着。当时，55%的原始森林覆盖面积现已减少了一半。森林的消失意味着大面积的水土流失，荒漠化的加速。目前全球有100多个国家，9亿人口和25%的陆地受到荒漠化的威胁，每年因荒漠化造成直接经济损失达400多亿美元。我国受荒漠化影响的地区超过国土总面积的1/3，生活在荒漠地区和受荒漠化影响的人口近4亿，每年因荒漠化危害造成的经济损失高达540亿元以上。(二)牧场在退化

22、(三)猎捕与毒杀(四)人与昆虫的战争(五)意外的繁衍(六)日益加速的物种灭绝第四节第四节 国际人与生物圈计划概国际人与生物圈计划概况况一一.人与生物圈计划的目的人与生物圈计划的目的二二.人与生物圈计划的研究内容人与生物圈计划的研究内容1.不断增加的人类活动对热带、亚热带森林生态不断增加的人类活动对热带、亚热带森林生态系统的影响系统的影响.2.不同的提地利用和管理方法对温带和地中海森不同的提地利用和管理方法对温带和地中海森林景观的影响林景观的影响.3.人类活动和土地利用对牧地、热带稀树草原和人类活动和土地利用对牧地、热带稀树草原和草场草场(从温带到干旱区从温带到干旱区)的影响的影响.4.人类活动

23、对干旱和半干旱地区生态系统的发展人类活动对干旱和半干旱地区生态系统的发展和演化带来的影响和演化带来的影响,特别是灌溉的作用特别是灌溉的作用.5.人类活动对湖泊、沼泽、河流、三角洲、河口人类活动对湖泊、沼泽、河流、三角洲、河口及海岸地带的作用和对这些地方的资源所产生及海岸地带的作用和对这些地方的资源所产生的生态学影响的生态学影响.6.人类活动对山地和冻原生态系统的影响人类活动对山地和冻原生态系统的影响.7.岛屿生态系统的生态与管理利用岛屿生态系统的生态与管理利用.8.自然保护区及其特有资源的保护自然保护区及其特有资源的保护.9.从生态学角度评价使用化肥对陆地和水生生态系统从生态学角度评价使用化肥对陆地和水生生态系统的影响的影响.10.大型工程建设对人类及其环境的影响大型工程建设对人类及其环境的影响.11.城市系统生态学城市系统生态学.12.人口和遗传特性的演变同环境变化的相互关系人口和遗传特性的演变同环境变化的相互关系.13.对环境质量的评价对环境质量的评价.14.环境污染及其对生物圈影响的研究环境污染及其对生物圈影响的研究.三.生物圈保护区的特征四.生物圈保护区的功能(一)自然保护区与传统土地利用结合功能(二)研究和监测功能(三)教育和培训功能(四)合作功能