勻速圓周運動實例分析

1、,本節(jié)課的學習目標,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動。,3、會在具體問題中分析向心力的來源，并進行有關計算。,做勻速圓周運動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：任何一個力或幾個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：不能認為做勻速圓周運動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、復習引入,向心加速度：,方向：,始終指向圓心,向心力:,始終指向圓心,方向：,（1）明確對象，找出圓周平面，確定圓心和半徑；,（2）進行受力分析，畫出受力分析圖

2、;,（3）求出在半徑方向的合力，即向心力；,（4）用牛頓第二定律 結合 勻速圓周運的特點列方程求解。,例一、質量為m的汽車以恒定的速率v通過半徑為r的拱橋，如圖所示，求汽車在橋頂時對路面的壓力是多少？,二、實例分析,豎直面內(nèi)的勻速圓周運動,長江大橋,問1：汽車靜止在橋頂與通過橋頂是否同種狀態(tài)？,問2：汽車過拱橋橋頂?shù)南蛐牧θ绾萎a(chǎn)生？方向如何？,求：汽車對橋的壓力,例一、質量為m的汽車以恒定的速率v通過半徑為r的拱橋，如圖所示，求汽車在橋頂時對路面的壓力是多少？,解：汽車通過橋頂時，受力情況如圖。,汽車通過橋頂時：,h,由牛頓第二定律：,由牛頓第三定律：,O,二、實例分析,豎直面內(nèi)的勻速圓周運動

3、,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.,由牛頓第二定律：,h,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，求汽車在最底部時對橋面的壓力是多少？,解：汽車通過底部時，受力情況如圖。,結論：車速越大對橋的壓力就越大,應用：所以橋修成拱形的比凹形的好,例二、試分析在豎直放置光滑圓錐內(nèi)做勻速圓周運動小球所需的向心力。,小球受力：,豎直向下的重力 G,垂直圓錐面的支持力 FN,小球的向心力：,由重力和支持力的合力提供,二、實例分析,水平面內(nèi)的勻速圓周運動,例三、小球做圓錐擺時細繩長L，與豎直方向成角，求小球做勻速圓周運動的角速度。,小球受力：,豎直向下的重力G,

4、沿繩方向的拉力T,小球的向心力：,由T和G的合力提供,解：,L,小球做圓周運動的半徑,由牛頓第二定律：,即：,例四、討論火車轉彎時所需向心力。,1、內(nèi)外軌道一樣高時：,向心力 F 由外側軌道對鐵軌 的壓力提供,2、當外軌略高于內(nèi)軌時：,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,例五：其他類似的臨界問題：,線或繩,剛好過最高點的速度特征和條件？,桿,剛好過最高點的速度特征和條件？,賽車過彎道,摩托車過彎道,思考題:,1、自行車轉彎，稍一傾斜 就過去了，摩托車轉彎傾斜度要大一些。摩托賽車時轉彎，傾斜度更大，幾乎倒在地上。 提問：誰提供向心力？傾斜度與向心力有關嗎？有何關系？,2、向心力來源實例分析:,一根細繩拉著小球在光滑水平面上做勻速圓周運動,小物塊隨圓盤一起做勻速圓周運動,小結：,1、汽車通過橋頂時，速度越大，對橋頂?shù)膲毫驮叫?汽車剛好對橋頂?shù)膲毫榱?汽車飛離橋頂,汽車對橋頂有壓力,時，內(nèi)外軌均不受側向擠壓的力(速度最佳),時，外軌受到側向擠壓的力（這時向心力增 大，外軌提供一