勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析課件

勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析城郊中學(xué)李新愛(ài)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析城郊中學(xué)李新愛(ài)1復(fù)習(xí)：請(qǐng)回憶一下上節(jié)復(fù)習(xí)：2復(fù)習(xí)思考題：1.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的各個(gè)物理量及其相互關(guān)系。2.向心力的求解公式有哪幾個(gè)？3.如何求解向心加速度？復(fù)習(xí)思考題：1.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的各個(gè)物理量及其相互關(guān)系3

向心力、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：向心力、向心加速度的求解公式有哪些?它們的方向分別如4ωO討論題：水平面上繞自身軸勻速旋轉(zhuǎn)的圓盤上放置一木塊，木塊相對(duì)圓盤靜止，試分析木塊的向心力。木塊受力：豎直向下的重力GG豎直向上的支持力NN水平方向指向圓心的摩擦力f木塊做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力：f由圓盤對(duì)木塊的靜摩擦力f提供ωO討論題：水平面上繞自身軸勻速旋轉(zhuǎn)的圓盤上52：說(shuō)明：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。1：來(lái)源：分析和解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，關(guān)鍵的是要把向心力的來(lái)源搞清楚。關(guān)于向心力：2：說(shuō)明：1：來(lái)源：分析和解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，關(guān)鍵的是要6解圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本步驟1.確定作圓周運(yùn)動(dòng)的物體作為研究對(duì)象。2.確定作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面、圓心位置和半徑。3.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析畫出受力示意圖。4.運(yùn)用平行四邊形定則或正交分解法（取向心加速度方向?yàn)檎较颍┣蟪鱿蛐牧。5.根據(jù)向心力公式，選擇一種形式列方程求解解圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本步驟1.確定作圓周運(yùn)動(dòng)的物體作為研究對(duì)象7黃石長(zhǎng)江大橋黃石長(zhǎng)江大橋8汽車過(guò)拱橋FNF合=G－FＮF向=mv2/r由F合=F向G－FＮ=mv2/rFＮ=G－mv2/r

＜G取向心加速度方向?yàn)檎较?/p>

例一、質(zhì)量為m的汽車以恒定的速率v通過(guò)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？汽車過(guò)拱橋FNF合=G－FＮF向=mv2/r由F合=9思考與討論

根據(jù)上面的分析可以看出，汽車行駛的速度越大，汽車對(duì)橋的壓力越小。試分析一下，當(dāng)汽車的速度不斷增大時(shí)，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？根據(jù)牛頓第三定律：F壓=FN即：由上式可知，v增大時(shí)，F(xiàn)壓減小，當(dāng)時(shí)，F(xiàn)壓=0；當(dāng)時(shí)，汽車將脫離橋面，發(fā)生危險(xiǎn)。思考與討論根據(jù)上面的分析可以看出，汽車行駛的10思考與討論請(qǐng)你根據(jù)上面分析汽車通過(guò)凸形橋的思路，分析一下汽車通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力。這時(shí)的壓力比汽車的重量大還是??？

F合=FＮ－G

F向=mv2/r

由F合=F向

FＮ－G=mv2/r

FＮ=G＋mv2/r

＞GVＦＮVＦＮ

拓展思考與討論請(qǐng)你根據(jù)上面分析汽車通過(guò)凸形橋的思路，分11比較三種橋面受力的情況FN=G比較三種橋面受力的情況FN=G12小節(jié):此問(wèn)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)象小節(jié):此問(wèn)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13雜技“水流星”雜技“水流星”14G一根繩子系者一個(gè)盛水的杯子，演員掄起繩子，杯子就在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，到最高點(diǎn)時(shí)，杯口朝下，但杯中的水不會(huì)流下來(lái)，為什么呢？作圓周運(yùn)動(dòng)的物體總需要由向心力。如圖所示，當(dāng)杯子以速度v轉(zhuǎn)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，杯中的向心力的方向向下；對(duì)杯中的水，即：杯中的水恰不流出G一根繩子系者一個(gè)盛水的杯子，演員掄起繩子，杯子就15GFN若轉(zhuǎn)速增大，時(shí)，即時(shí)，杯中水還有遠(yuǎn)離圓心的趨勢(shì)，水當(dāng)然不會(huì)流出，此時(shí)杯底是有壓力，即由此可知，v越大，水對(duì)杯子的壓力越大。表演“水流星”節(jié)目的演員，只要保持杯子在圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)的線速度不得小于即∶GFN若轉(zhuǎn)速增大，時(shí)，即16圓錐擺GFTr質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線連接著，使小球在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線與豎直方向夾角為θ，試求其角速度的大??？對(duì)小球而言，只受兩個(gè)力，重力和細(xì)線拉力，這兩個(gè)力的合力mgtanθ

提供向心力，知道半徑r=Lsinθ所以由得圓錐擺GFTr質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線連接著，使小球在水17火車在平直軌道上勻速行駛時(shí)，所受的合力等于0，那么當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，我們說(shuō)它做圓周運(yùn)動(dòng)，那么是什么力提供火車的向心力呢？火車轉(zhuǎn)彎火車在平直軌道上勻速行駛時(shí)，所受的合力等于0，那么當(dāng)18c：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。1、內(nèi)外軌道一樣高時(shí)GFNFa：此時(shí)火車車輪受三個(gè)力：重力、支持力、外軌對(duì)輪緣的彈力。b：外軌對(duì)輪緣的彈力F提供向心力。c：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192、外軌略高于內(nèi)軌時(shí)2、外軌略高于內(nèi)軌時(shí)20(θ(θLH(θ(θLH21θ(θLH設(shè)車軌間距為L(zhǎng)，兩軌間高度差為H，轉(zhuǎn)彎半徑為R，質(zhì)量為M的火車運(yùn)行。據(jù)三角形邊角關(guān)系：對(duì)火車受力情況分析：重力和支持力的合力提供向心力，對(duì)內(nèi)外軌都無(wú)壓力θ(θLH設(shè)車軌間距為L(zhǎng)，兩軌間高度差為H，轉(zhuǎn)彎半徑為R，質(zhì)22θ(θLH又因?yàn)棣群苄∷跃C合有故又所以實(shí)際中，鐵軌修好后H、R、L定，又g給定值，所以火車拐彎時(shí)的車速為一定值。θ(θLH又因?yàn)棣群苄∷跃C合有故又所以實(shí)際中，鐵軌修好后H23飛機(jī)轉(zhuǎn)彎飛機(jī)轉(zhuǎn)彎24Ｆ１賽車過(guò)彎道Ｆ１賽車過(guò)彎道25摩托車過(guò)彎道摩托車過(guò)彎道26小結(jié)1、分析向心力來(lái)源2、運(yùn)用向心力公式解