勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析

1、水平面勻速圓周運(yùn)動(dòng)水平面勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析實(shí)例分析ONGf1、汽車在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎問題：、汽車在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)彎問題：（1）靜摩擦力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力）靜摩擦力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力NGf（2）汽車轉(zhuǎn)彎中的臨界問題）汽車轉(zhuǎn)彎中的臨界問題 ：例例1：汽車在半徑為：汽車在半徑為r的水平彎道上轉(zhuǎn)彎的水平彎道上轉(zhuǎn)彎,如果汽車與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為如果汽車與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)為,那么那么汽車不發(fā)生側(cè)滑的最大速率是多大汽車不發(fā)生側(cè)滑的最大速率是多大?解：解： F合合=F向向2mmvrm g=NGfmvgr2、汽車在傾斜面上轉(zhuǎn)彎問題：、汽車在傾斜面上轉(zhuǎn)彎問題：重力和支持力的合力提供向心力重力和支

2、持力的合力提供向心力NGF合合例例2：在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，：在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的要即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些，路面與水平面間的夾角為高一些，路面與水平面間的夾角為設(shè)拐彎路設(shè)拐彎路段是半徑為段是半徑為R的圓弧，要使車速為的圓弧，要使車速為v時(shí)車輪與路面時(shí)車輪與路面之間的橫向之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零，摩擦力等于零，v應(yīng)等于多少？應(yīng)等于多少？NGF合合解：解： F合合=F向向 2tanmvmgr=tanvrg其它相似實(shí)例：其它相似實(shí)例：（）火車轉(zhuǎn)彎：（）火車轉(zhuǎn)彎：NG重

3、力和支持力的合力提供向心力重力和支持力的合力提供向心力F合合（2）飛機(jī)轉(zhuǎn)彎：）飛機(jī)轉(zhuǎn)彎：重力和空氣升力的合力提供向心力重力和空氣升力的合力提供向心力F氣氣GF合合3、圓錐擺：、圓錐擺：重力和拉力的合力提供向心力重力和拉力的合力提供向心力TGF合合例例3：一個(gè)光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿：一個(gè)光滑的圓錐體固定在水平桌面上，其軸線沿豎直方向，一條長度為豎直方向，一條長度為L的輕繩一端固定在圓錐體的點(diǎn)的輕繩一端固定在圓錐體的點(diǎn)O處，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為處，另一端拴一個(gè)質(zhì)量為m的小球（可看作質(zhì)點(diǎn)），的小球（可看作質(zhì)點(diǎn)），擺繩與軸線夾角為擺繩與軸線夾角為，物體繞圓錐體軸線做水平勻速圓，物體繞圓錐

4、體軸線做水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)。若保證小球不離開圓錐體，求小球做勻速圓周周運(yùn)動(dòng)。若保證小球不離開圓錐體，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度運(yùn)動(dòng)的速度v的范圍？的范圍？ TGF合合解解: 圓錐體對(duì)小球支持力為零時(shí)，圓錐體對(duì)小球支持力為零時(shí)，小球受到的重力和拉力的合力提供小球受到的重力和拉力的合力提供向心力向心力 F合合=F向向 2tansinmvmgL=sintanvg L（）小球在光滑漏斗內(nèi)壁上做水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)：（）小球在光滑漏斗內(nèi)壁上做水平勻速圓周運(yùn)動(dòng)：重力和支持力的合力提供向心力重力和支持力的合力提供向心力NGF合合其它實(shí)例：其它實(shí)例：2tanmvmgr=（）小球在光滑碗內(nèi)壁上做水平方向圓周運(yùn)動(dòng)：（）小球在光滑碗內(nèi)壁上做水平方向圓周運(yùn)動(dòng)：NGF合合重力和支持力的合力提供向心力重力和支持力的合力提供向心力NGF合合NGF合合F氣氣GF合合TGF合合NGF合合NGF合合解決此類問題方法總結(jié)解決此類問題方法總結(jié):1、四確定：確定研究對(duì)象、確定軌道平面、確定圓、四確定：確定研究對(duì)象、確定軌道平面、確定圓 心位置、確定向心力的方向；心位置、確定向心力的方向；2、受力分析，確定向心力方向；、受力分析，確定向心力方向；3、在力的平行四邊形中弄清各力間的關(guān)系，列供需、在力的平行四邊形中弄清各力間的關(guān)系，列供需 平衡方程求解；平衡方程求解；4、對(duì)于臨界問題，要抓住供需關(guān)系在臨界條件下進(jìn)、對(duì)于臨界問題，要抓