向心力的实例.ppt

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1、本节课的学习目标1、知道向心力是物体沿半径方向所受的合外力提供的。2、知道向心力、向心加速度的公式也适用于变速圆周运动。3、会在具体问题中分析向心力的来源，并进行有关计算。运用向心力公式的解题步骤处理圆周运动的一般方法：1、确定圆周平面；2、确定圆心；3、受力分析；4、明确向心力来源；5、依据两个动力学方程写表达式；6、运动必要的数学知识。由知：当ω不变时由知：当v不变时向心力、向心加速度的求解公式有哪些?它们的方向分别如何？实例1——汽车拐弯（水平面内的圆周运动）让我们一起来看汽车拐弯大货车拐弯直接翻车.f4v（翻车视频.f4v）如图汽车为什么没能安全拐

2、弯呢？影响汽车能否安全拐弯的因素又有哪些呢？请同学们用学过物理知识来分析一番汽车拐弯时受力分析汽车受到的力有：F摩F牵向心力由沿转弯半径指向里面的静摩擦力提供由谁来提供向心力摩擦力、牵引力支持力、重力、圆心方向那圆周运动需要的向心力与哪些因素有关？F向=汽车拐弯其中向心力由沿转弯半径指向里面的静摩擦力提供其动力学方程为：如果要让汽车安全拐弯需要满足怎样的关系？静摩擦力可以无限制增大吗？汽车没能安全拐弯的原因是什么？是因为汽车速度太大，因而需要的向心力太大，或者说静摩擦力提供的向心力不够大。那在怎样的情况下汽车恰好能安全拐弯呢？最大静摩擦力等于拐弯所需要的向

3、心力时有：，ｖ0为临界速度那么，在不改变汽车行驶速度的情况下，要让汽车安全拐弯，我们可以怎么办？增大摩擦因数U，减小汽车质量，真的可以转危为安吗？，等式两边质量可以消去，即与质量无关。增大转弯半径R，还是减小汽车质量M。刚才我们根据摩擦力提供向心力分析了汽车拐弯的安全问题，有没有办法让其他力来提供向心力呢？GN让路面倾斜可以增加拐弯的安全性。受力如图，重力和支持力的合力来提供向心力F合安全弯道设计：路面倾斜例1.汽车质量为m,路面倾角为θ，转弯半径为r,若要使汽车在转弯时地面对其侧向静摩擦力为零，且汽车近似做匀速圆周运动，求汽车转弯时向心力的大小以及转弯时

4、的速度。F向=mgtanθ=mrV2V=grtanθ（弯道设计速度）N外高内低OF向θGθ你有仔细观察过火车车轮与铁轨的构造，并描述它们的特点？轮缘半径大于车轮半径，轨道将两车轮的轮缘卡在里面。弊端分析火车水平转弯时情况分析F由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力F提供1.如果铁路弯道是水平的，那么火车拐弯时将会出现什么情况？向心力由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力提供.NGFN危害：由于火车质量大，速度也大，车轮轮缘对外侧轨压力大，所以对轨道容易造成损坏，怎样解决这一问题。2、外轨略高于内轨增大转弯半径R还是减火车质量M。受力如图：GNF合向心力由重力和支持力的合力来提

5、供那么减小或不受轮缘对外轨的挤压挤压力θ(θLH设车轨间距为L，两轨间高度差为H，转弯半径为R，质量为M的火车运行。据三角形边角关系：对火车受力情况分析：重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无压力思考：可是现实中，铁路建造完工后，倾斜角和转弯半径R就已确定，因此要使外轨不受轮缘的挤压，火车以多大速度转弯最理想呢？θ(θLH又因为θ很小所以综合有故又所以实际中，铁轨修好后H、R、L定，又g给定值，所以火车拐弯时的车速为一定值。（5）当火车行驶速率v>v规定时，外轨对轮缘有侧压力；火车行驶速率v>v规定GNN‘（6）当火车行驶速率v

6、侧压力。火车行驶速率v

7、N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：可见汽车的速度越大对桥的压力越大。汽车对桥的压力自身重力属超重现象解得：思考：在游乐场里，惊险又有趣的项目之一就是坐过山车，如图中的过山车的轨道，是由两个几十米高的滑坡和一个十几米高的环形轨道构成，当过山车快速驶过环形轨道顶端的时候，怎么没有掉下来呢？GvRGNN’在最高点处对过山车受力分析：重力G与压力N为过山车提供向心力思考：当车速度为多少时，对轨道无挤压？三、竖直面轨道圆周运动——过山车N－mgN＋mg三、竖直面轨道圆周运动——过山车类型一轻绳牵拉型质点在细绳作用下在竖直面内做圆周运动质点沿竖直光

8、滑轨道内侧做圆周运动TmgTmg过最高点的最小速度是多大?O【例题