第3节圆周运动实例分析ppt课件.ppt

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1、2.3圆周运动的实例分析常用的圆周运动向心力求解公式有哪几个？复习思考分析和解决匀速圆周运动的问题，关键的是要把向心力的来源搞清楚。分析向心力来源复习.以下物体所做的圆周运动,向心力由哪一个力提供?O（1）（2）（3）a.向心力是按效果命名的力；b.任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力；c.不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用力外，还要受到一个向心力。说明：下列关于向心力的说法中正确的是：()A.物体由于做圆周运动而产生一个向心力B.向心力不改变做圆周运动物体的速度C.做

2、匀速圆周运动的物体其向心力就是它所受的合外力D.做匀速匀速圆周运动的物体其向心力是不变的C课堂练习（一）竖直圆周运动实例分析1.汽车过拱桥v实例分析1.汽车过拱桥ρ1ρ2任何一条平滑的曲线都可以看做是由一系列不同半径的圆弧连接而成，这些圆弧的半径叫做的曲率半径。化曲为圆【例1】质量为m的汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？vNGFfa【讨论】1、当时，桥面对汽车刚好没有支持力。2、当时，桥面对汽车产生支持力。3、当时，汽车将脱离半圆形桥面做平抛运动。比较三种桥面受力的情况N=mgNGNGGNa

3、a运用向心力公式解题的步骤：（4）解方程，对结果进行必要的讨论。（1）明确研究对象，确定圆周运动的平面，找到圆心和半径。（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，把力沿半径方向和垂直半径方向分解。（3）沿半径方向，根据向心力公式列牛顿第二定律方程。生活中的竖直圆周运动分析分析2.竖直圆周运动的两种模型v0vr模型特点：只能提供指向圆心的弹力。模型一：绳连物体竖直圆周运动r轻绳vaavOR轻杆模型二：轻杆连物体竖直圆周运动模型特点：既可以提供指向圆心的弹力，也可以提供背离圆心的弹力。在最高点：(vmin=0)aa【总结

4、】竖直面内圆周运动模型1.长度为l=0.2m的细线拴着一个质量为0.5kg的小球让其在竖直面内作圆周运动，分析其经过最高点的最小速度可能是多少。拓展：竖直平面内圆周运动的问题2.一长为0.2m的轻质细杆连着一个质量为0.5kg的小球在竖直平面内圆周运动；（1）小球经过最高点允许的最小速度是多少？（2）当小球在最高点速度为3m/s时，杆对小球的力的大小多少？方向是怎样的？（3）当小球在最高点速度为1m/s时，杆对小球的力的大小多少？方向是怎样的？（二）水平圆周运动实例1.“旋转秋千”——圆锥模型当转速增大，绳与竖直的夹角增大。圆锥摆模

5、型“旋转秋千”实际情况分析实例2.火车转弯——类圆锥摆模型观看视频，回答下面的问题：1、火车的车轮有什么特点？2、火车在平直的轨道上行驶时，火车受到几个力的作用？3、火车在水平的弯道上行驶时，火车受到几个力的作用？火车对轨道有挤压吗？4、为了不挤压轨道，垫高弯道外侧，这时圆周运动的圆轨道是在水平面还是沿轨道斜面？5、垫高弯道外侧，不挤压轨道，这时由什么力提供火车转弯的向心力？6、垫高弯道外侧，不挤压轨道，倾角α与速度v、转弯半径R的关系是怎样的？内外轨道一样高时c.由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨

6、间的相互作用力很大，易损坏铁轨。a.此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。b.外轨对轮缘的弹力F提供向心力。外轮外轨内轨内轮GNF说明：转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力F完全由重力G和支持力N的合力来提供，这样外轨就不受轮缘的挤压了。外轨略高于内轨时FNGF水平方向ααa【例2】铁路转弯处的圆弧半径是r，轨距是d。规定火车通过这里的速度是v，内外轨的高度差应该是多大才能使外轨不受轮缘的挤压？保持内外轨的这个高度差，如果车的速度大于或小于v，会分别发生什么现象？说明理由。解：h是内外轨高度差，d是轨距

7、由于α太小可近似为：GNααhdα保持内外轨的这个高度差，如果车的速度大于或小于规定速度v，会分别发生什么现象？GFF合盘旋（转弯）的鹰盘旋（转弯）的飞机Ｆ１赛车转弯场地自行车转弯赛道小结1、分析圆周运动轨道平面；确定圆心、半径。2、把力沿半径和垂直半径方向分解；在沿半径方向用向心力公式列牛顿第二定律方程。3、实例分析:汽车过拱桥火车转弯问题制作棉花糖的时候，为什么一颗一颗的白砂糖，经过机器一转，就变成又松又软的“棉花”不断向外“飞出”?（三）离心运动做匀速圆周运动的物体，当指向圆心的合力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的

8、情况下，就做逐渐远离圆心的运动。这种运动叫做离心运动。1.离心运动（1）离心运动：（2）离心现象的本质——物体惯性的表现。（1）匀速圆周运动当F＝mω2r时，物体做匀速圆周运动。（2）离心运动当F＜mω2r时，物体逐渐远