高中物理：5.5《勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析》課件（新人教必修2）江西省專用

1、2021/8/11 星期三12021/8/11 星期三2圓周運(yùn)動(dòng)速勻?qū)嵗治?021/8/11 星期三3本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道向心力是物體沿半徑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適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)。 3、會(huì)在具體問題中分析向心力的來源，并進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。2021/8/11 星期三4做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體受到向心力的作用，如何理解向心力？a：向心力是按效果命名的力b：任何一個(gè)力或幾個(gè)力的合力只要它的作用效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是物體所受的向心力c：不能認(rèn)為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體除了受到另外物體的作用外，還要另外受到向心力一、復(fù)習(xí)引入2021/8/11 星期三5 向心

2、力、向心加速度的求解公式有哪些?它們的方向分別如何？向心加速度：方向：始終指向圓心向心力:始終指向圓心方向：2021/8/11 星期三6處理勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般步驟（1）明確對(duì)象，找出圓周平面，確定圓心和半徑；（2）進(jìn)行受力分析，畫出受力分析圖;（3）求出在半徑方向的合力，即向心力；（4）用牛頓第二定律 結(jié)合 勻速圓周運(yùn)的特點(diǎn)列方程求解。2021/8/11 星期三72021/8/11 星期三8 例一、質(zhì)量為m的汽車以恒定的速率v通過半徑為r的拱橋，如圖所示，求汽車在橋頂時(shí)對(duì)路面的壓力是多少？二、實(shí)例分析豎直面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)江大橋2021/8/11 星期三9問1：汽車靜止在橋頂與通過橋頂是

3、否同種狀態(tài)？ 問2：汽車過拱橋橋頂?shù)南蛐牧θ绾萎a(chǎn)生？方向如何？ V求：汽車對(duì)橋的壓力RGF2021/8/11 星期三10 例一、質(zhì)量為m的汽車以恒定的速率v通過半徑為r的拱橋，如圖所示，求汽車在橋頂時(shí)對(duì)路面的壓力是多少？解：汽車通過橋頂時(shí)，受力情況如圖。汽車通過橋頂時(shí)：GFNhFN由牛頓第二定律：由牛頓第三定律：O二、實(shí)例分析豎直面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)r注意:汽車過橋的速度不得太大,否則N將消失,汽車將飛離橋面.2021/8/11 星期三11由牛頓第二定律：GhNN 拓展:汽車以恒定的速率v通過半徑為r的凹型橋面，如圖所示，求汽車在最底部時(shí)對(duì)橋面的壓力是多少？解：汽車通過底部時(shí)，受力情況如圖。小結(jié)

4、:此問題中出現(xiàn)的汽車對(duì)橋面的壓力大于或小于車重的現(xiàn)象，是發(fā)生在圓周運(yùn)動(dòng)中的超重或失重現(xiàn)象2021/8/11 星期三12RGFV結(jié)論：車速越大對(duì)橋的壓力就越大應(yīng)用：所以橋修成拱形的比凹形的好2021/8/11 星期三13 例二、試分析在豎直放置光滑圓錐內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)小球所需的向心力。小球受力：豎直向下的重力 GG垂直圓錐面的支持力 FNFNF小球的向心力：由重力和支持力的合力提供二、實(shí)例分析水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)2021/8/11 星期三14例三、小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)L，與豎直方向成角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度。OOmgFTF小球受力：豎直向下的重力G沿繩方向的拉力T小球的向心力：由T和G

5、的合力提供解：L小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑由牛頓第二定律：即：2021/8/11 星期三152021/8/11 星期三16例四、討論火車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向心力。2021/8/11 星期三171、內(nèi)外軌道一樣高時(shí)：F 向心力 F 由外側(cè)軌道對(duì)鐵軌的壓力提供GNF2、當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)：火車受力：豎直向下的重力 G垂直軌道面的支持力 N火車的向心力：由G和N的合力提供2021/8/11 星期三18例五：其他類似的臨界問題：線或繩剛好過最高點(diǎn)的速度特征和條件？桿剛好過最高點(diǎn)的速度特征和條件？2021/8/11 星期三19賽車過彎道2021/8/11 星期三20摩托車過彎道2021/8/11 星期三21思考題:1、自行車轉(zhuǎn)彎，稍一傾斜 就過去了，摩托車轉(zhuǎn)彎傾斜度要大一些。摩托賽車時(shí)轉(zhuǎn)彎，傾斜度更大，幾乎倒在地上。提問：誰(shuí)提供向心力？?jī)A斜度與向心力有關(guān)嗎？有何關(guān)系？2021/8/11 星期三222、向心力來源實(shí)例分析: 一根細(xì)繩拉著小球在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)W小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動(dòng)GNFGNf2021/8/11 星期三23小結(jié)：1、汽車通過橋頂時(shí)，速度越大，對(duì)橋頂?shù)膲毫驮叫∑噭偤脤?duì)橋頂?shù)膲毫榱闫囷w離橋頂汽車對(duì)橋頂有壓力時(shí)，內(nèi)外軌均不受側(cè)向擠壓的力(速度最佳) 時(shí)，外軌受到側(cè)向擠壓的力（這時(shí)向