摩擦力提供向心力課件

向心力計(jì)算專題(1)1、平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)√2、斜面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)√3、豎直方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力計(jì)算專題(1)1、平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)√2、斜面上的勻1練習(xí)1：如圖所示一個(gè)水平轉(zhuǎn)盤(pán)，盤(pán)上距轉(zhuǎn)軸0.5m處有一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的木塊隨盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。木塊轉(zhuǎn)盤(pán)之間的最大靜摩擦力為1.96N。（1）如果木塊在轉(zhuǎn)盤(pán)上無(wú)滑動(dòng)，請(qǐng)畫(huà)出木塊的受力示意圖。NGf摩1、平面一：物體隨轉(zhuǎn)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)情況練習(xí)1：如圖所示一個(gè)水平轉(zhuǎn)盤(pán)，盤(pán)上距轉(zhuǎn)軸0.5m處有一個(gè)質(zhì)量2（2）如果轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度為2rad/s，那么木塊隨轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)需要的向心力是：

；木塊與轉(zhuǎn)盤(pán)間的靜摩擦力是

。解:(2)木塊需要的向心力為：摩擦力提供向心力，所以：1N1NNGf摩由本題分析可歸納解圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般步驟（2）如果轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度為2rad/s，那么木塊隨轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)需要3（1）明確對(duì)象。確定它在哪個(gè)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，找到圓心和半徑r。（2）受力分析。確定研究對(duì)象在某個(gè)位置所處的狀態(tài)，進(jìn)行受力分析，分析哪些力提供了向心力。（3）列方程。取指向圓心方向?yàn)檎较?，根?jù)向心力公式列出方程。(4）解方程。對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的討論?！锝鉀Q圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般步驟：（1）明確對(duì)象。確定它在哪個(gè)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，找到圓心和半徑4vf摩由牛頓第二定律可得：2、平面二：汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，向心力和向心加速度的計(jì)算vf摩由牛頓第二定律可得：2、平面二：汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)5例：在一段半徑為8m的水平彎道上，已知路面對(duì)汽車輪胎的最大靜摩擦力是車重的0.8倍，則汽車拐彎時(shí)的最大速度是多少？f摩V解:如圖所示：所以，汽車拐彎的安全速度是8m/s。例：在一段半徑為8m的水平彎道上，已知路面對(duì)汽車輪胎的最大靜6如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需向心力F向就增大，當(dāng)F向大于最大靜摩擦力fmax時(shí)，汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故。因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過(guò)規(guī)定的速度?！舅伎?】為什么在公路彎道處，車輛行駛不允許超過(guò)規(guī)定的最大速度?如何提高汽車在彎道處的速度呢？水平路面的汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向心力是由靜摩擦力f提供為了提高汽車在彎道處的速度，可以將公路建成傾斜的路面。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需向心力F向就增大，當(dāng)7練習(xí)2：在水平面上轉(zhuǎn)彎和汽車，向心力是（）1、水平面對(duì)汽車的靜摩擦力2、水平面對(duì)汽車的滑動(dòng)摩擦力3、汽車受到的重力和水平面對(duì)汽車支持力的合力4、汽車受到的重力、水平面對(duì)汽車支持力和汽車支持力和汽車牽引力的合力A練習(xí)2：在水平面上轉(zhuǎn)彎和汽車，向心力是（）A83、斜面一：汽車在傾斜路面上轉(zhuǎn)彎，向心力和向心加速度的計(jì)算（假設(shè)向心力完全由支持力與重力的合力F合來(lái)提供）受力分析如圖所示，則有：3、斜面一：汽車在傾斜路面上轉(zhuǎn)彎，向心力和向心加速度的計(jì)算（9（1）如果摩擦力為0（2）如果（3）如果汽車有向外側(cè)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以摩擦力指向彎道里側(cè)NmgF向汽車有向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以摩擦力指向彎道里側(cè)【思考2】（1）如果摩擦力為0（2）如果（3）如果汽車有向外側(cè)運(yùn)動(dòng)10在平直軌道上勻速行駛的火車受幾個(gè)力作用？這幾個(gè)力的關(guān)系如何？

GNFf4、斜面二：火車在傾斜鐵軌上轉(zhuǎn)彎模型在平直軌道上勻速行駛的火車受幾個(gè)力作用？這幾個(gè)力的關(guān)11那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)情況會(huì)有何不同呢？轉(zhuǎn)彎與直進(jìn)有何不同？轉(zhuǎn)彎時(shí)誰(shuí)提供向心力？那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)情況會(huì)有何不同呢？轉(zhuǎn)彎與直進(jìn)有何不同？轉(zhuǎn)121、水平軌道上，外軌對(duì)輪緣的彈力F提供向心力。2、由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車質(zhì)量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損壞鐵軌。NGFN如果軌道水平1、水平軌道上，外軌對(duì)輪緣的彈力F提供向心力。2、由于該彈力13重力G和支持力N的合力提供部分向心力，如果該合力剛好提供向心力……GNF如果軌道傾斜（里低外高）重力G和支持力N的合力提供部分向心力，如果該合力剛好提供向心14(1)當(dāng)v=v0時(shí)：(2)當(dāng)v>v0時(shí)：(3)當(dāng)v<v0時(shí)：輪緣不受側(cè)向壓力;輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力;輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力。GNF【思考3】(1)當(dāng)v=v0時(shí)：(2)當(dāng)v>v0時(shí)：(3)當(dāng)v<v15O'ωOθlmF拉mgF合F拉cosθ＝mg4、斜面三：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的錐體模型（1）圓錐擺型O'ωOθlmF拉mgF合F拉cosθ＝mg4、斜面三：勻16mg（2）漏斗型θF向Nωθmg（2）漏斗型θF向Nωθ17O'ORθωmmgFNF合（3）碗內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)O'ORθωmmgFNF合（3）碗內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)18θωmOrmgF合F升θGF升Fn（4）飛機(jī)在盤(pán)旋型θωmOrmgF合F升θGF升Fn（4）飛機(jī)在盤(pán)旋型195、斜面勻速圓周運(yùn)動(dòng)情況對(duì)比5、斜面勻速圓周運(yùn)動(dòng)情況對(duì)比20例題：小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)L，與豎直方向成θ角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω。解：小球受力分析如圖所示：TGOFlθ例題：小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)L，與豎直方向成θ角，求小球做勻速21練習(xí)3：一質(zhì)量為0.25kg的小球系在長(zhǎng)度為0.8m的細(xì)繩下做圓錐擺運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球的角速度是5rad/s時(shí)，求細(xì)繩與豎直方向的夾角。TGOFlθ解：小球受力分析如圖所示：練習(xí)3：一質(zhì)量為0.25kg的小球系在長(zhǎng)度為0.8m的細(xì)繩下221、兩個(gè)公式2、計(jì)算題解題步驟：（1）明確對(duì)象（2）受力分析（3）列出方程(4）解方程小結(jié)3、熟悉物體在平面上、斜面上和錐擺內(nèi)三種勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)作業(yè)：晚修時(shí)見(jiàn)投影幕1、兩個(gè)公式2、計(jì)算題解題步驟：（1）明確對(duì)象（2）23向心力計(jì)算專題(1)1、平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)√2、斜面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)√3、豎直方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心力計(jì)算專題(1)1、平面上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)√2、斜面上的勻24練習(xí)1：如圖所示一個(gè)水平轉(zhuǎn)盤(pán)，盤(pán)上距轉(zhuǎn)軸0.5m處有一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的木塊隨盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。木塊轉(zhuǎn)盤(pán)之間的最大靜摩擦力為1.96N。（1）如果木塊在轉(zhuǎn)盤(pán)上無(wú)滑動(dòng)，請(qǐng)畫(huà)出木塊的受力示意圖。NGf摩1、平面一：物體隨轉(zhuǎn)盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)情況練習(xí)1：如圖所示一個(gè)水平轉(zhuǎn)盤(pán)，盤(pán)上距轉(zhuǎn)軸0.5m處有一個(gè)質(zhì)量25（2）如果轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度為2rad/s，那么木塊隨轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)需要的向心力是：

；木塊與轉(zhuǎn)盤(pán)間的靜摩擦力是

。解:(2)木塊需要的向心力為：摩擦力提供向心力，所以：1N1NNGf摩由本題分析可歸納解圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般步驟（2）如果轉(zhuǎn)盤(pán)的角速度為2rad/s，那么木塊隨轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)需要26（1）明確對(duì)象。確定它在哪個(gè)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，找到圓心和半徑r。（2）受力分析。確定研究對(duì)象在某個(gè)位置所處的狀態(tài)，進(jìn)行受力分析，分析哪些力提供了向心力。（3）列方程。取指向圓心方向?yàn)檎较?，根?jù)向心力公式列出方程。(4）解方程。對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的討論?！锝鉀Q圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的一般步驟：（1）明確對(duì)象。確定它在哪個(gè)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，找到圓心和半徑27vf摩由牛頓第二定律可得：2、平面二：汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，向心力和向心加速度的計(jì)算vf摩由牛頓第二定律可得：2、平面二：汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)28例：在一段半徑為8m的水平彎道上，已知路面對(duì)汽車輪胎的最大靜摩擦力是車重的0.8倍，則汽車拐彎時(shí)的最大速度是多少？f摩V解:如圖所示：所以，汽車拐彎的安全速度是8m/s。例：在一段半徑為8m的水平彎道上，已知路面對(duì)汽車輪胎的最大靜29如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需向心力F向就增大，當(dāng)F向大于最大靜摩擦力fmax時(shí)，汽車將做離心運(yùn)動(dòng)而造成交通事故。因此，在公路彎道處，車輛行駛不允許超過(guò)規(guī)定的速度?！舅伎?】為什么在公路彎道處，車輛行駛不允許超過(guò)規(guī)定的最大速度?如何提高汽車在彎道處的速度呢？水平路面的汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向心力是由靜摩擦力f提供為了提高汽車在彎道處的速度，可以將公路建成傾斜的路面。如果轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大，所需向心力F向就增大，當(dāng)30練習(xí)2：在水平面上轉(zhuǎn)彎和汽車，向心力是（）1、水平面對(duì)汽車的靜摩擦力2、水平面對(duì)汽車的滑動(dòng)摩擦力3、汽車受到的重力和水平面對(duì)汽車支持力的合力4、汽車受到的重力、水平面對(duì)汽車支持力和汽車支持力和汽車牽引力的合力A練習(xí)2：在水平面上轉(zhuǎn)彎和汽車，向心力是（）A313、斜面一：汽車在傾斜路面上轉(zhuǎn)彎，向心力和向心加速度的計(jì)算（假設(shè)向心力完全由支持力與重力的合力F合來(lái)提供）受力分析如圖所示，則有：3、斜面一：汽車在傾斜路面上轉(zhuǎn)彎，向心力和向心加速度的計(jì)算（32（1）如果摩擦力為0（2）如果（3）如果汽車有向外側(cè)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以摩擦力指向彎道里側(cè)NmgF向汽車有向內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，所以摩擦力指向彎道里側(cè)【思考2】（1）如果摩擦力為0（2）如果（3）如果汽車有向外側(cè)運(yùn)動(dòng)33在平直軌道上勻速行駛的火車受幾個(gè)力作用？這幾個(gè)力的關(guān)系如何？

GNFf4、斜面二：火車在傾斜鐵軌上轉(zhuǎn)彎模型在平直軌道上勻速行駛的火車受幾個(gè)力作用？這幾個(gè)力的關(guān)34那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)情況會(huì)有何不同呢？轉(zhuǎn)彎與直進(jìn)有何不同？轉(zhuǎn)彎時(shí)誰(shuí)提供向心力？那火車轉(zhuǎn)彎時(shí)情況會(huì)有何不同呢？轉(zhuǎn)彎與直進(jìn)有何不同？轉(zhuǎn)351、水平軌道上，外軌對(duì)輪緣的彈力F提供向心力。2、由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車質(zhì)量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損壞鐵軌。NGFN如果軌道水平1、水平軌道上，外軌對(duì)輪緣的彈力F提供向心力。2、由于該彈力36重力G和支持力N的合力提供部分向心力，如果該合力剛好提供向心力……GNF如果軌道傾斜（里低外高）重力G和支持力N的合力提供部分向心力，如果該合力剛好提供向心37(1)當(dāng)v=v0時(shí)：(2)當(dāng)v>v0時(shí)：(3)當(dāng)v<v0時(shí)：輪緣不受側(cè)向壓力;輪緣受到外軌向內(nèi)的擠壓力;輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力。GNF【思考3】(1)當(dāng)v=v0時(shí)：(2)當(dāng)v>v0時(shí)：(3)當(dāng)v<v38O'ωOθlmF拉mgF合F拉cosθ＝mg4、斜面三：勻速圓周運(yùn)動(dòng)的錐體模型（1）圓錐擺型O'ωOθlmF拉mgF合F拉cosθ＝mg4、斜面三：勻39mg（2）漏斗型θF向Nωθmg（2）漏斗型θF向Nωθ40O'ORθωmmgFNF合（3）碗內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)O'ORθωmmgFNF合（3）碗內(nèi)勻速圓周運(yùn)動(dòng)41θωmOrmgF合F升θGF升Fn（4）飛機(jī)在盤(pán)旋型θωmOrmgF合F升θGF升Fn（4）飛機(jī)在盤(pán)旋型425、斜面勻速圓周運(yùn)動(dòng)情況對(duì)比5、斜面勻速圓周運(yùn)動(dòng)情況對(duì)比43例題：小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)L，與豎直方向成θ角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω。解：小球受力分析如圖所示：TGOFlθ例題：小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)L，與豎直方向成θ角，求小球做勻速44練習(xí)3：一質(zhì)量為0.25k