勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析.ppt

1、二、解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的方法和步驟,（1）明確研究對(duì)象，對(duì)其受力分析。,（2）分析運(yùn)動(dòng)情況，即圓周平面、圓心、半徑。,（4）應(yīng)用向心力公式建立方程并求解,（3）以向心加速度為正方向，求出合力的表達(dá)式。,第三節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析,一、汽車(chē)過(guò)凸形橋和凹形橋,2、向心力的來(lái)源：,3、汽車(chē)對(duì)橋壓力,1、受力分析和運(yùn)動(dòng)分析：,4、汽車(chē)對(duì)橋 壓力討論,例：一輛汽車(chē)勻速通過(guò)半徑為R的圓弧形凸形橋，關(guān)于汽車(chē) 的受力情況（不考慮阻力），下列說(shuō)法正確的是（ ）,A、汽車(chē)對(duì)路面的壓力大小不變，總是等于汽車(chē)的重力。,B、汽車(chē)對(duì)路面的壓力大小不斷發(fā)生變化，總是小于汽車(chē)的重力,C、汽車(chē)的牽引力大小不發(fā)生變化。,D、汽

2、車(chē)的牽引力逐漸變小。,二、旋轉(zhuǎn)秋千,“圓錐擺”模型,1、受力分析,2、向心力分析,3、懸線與中心軸 的夾角 與那 些因素有關(guān)？,例、有一種叫“飛椅”的游樂(lè)項(xiàng)目，如圖，長(zhǎng)為L(zhǎng)的鋼絲 繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為R的水平轉(zhuǎn)盤(pán) 邊緣，轉(zhuǎn)盤(pán)可繞穿過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)以 角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼絲繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面 內(nèi)，與豎直方向的夾角為 。不計(jì)鋼絲繩的重力，求 轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度 與夾角 的關(guān)系。,例2：一個(gè)內(nèi)壁光滑的圓錐筒的軸線垂直與水平面，圓錐筒固定不動(dòng)， 有兩個(gè)質(zhì)量相等的小球AB緊貼內(nèi)壁分別在圖中所示的水平面內(nèi)做勻速 圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是：（ ） A、球A的線速度必大于球B

3、的線速度。 B、球A的角速度必小于球B的角速度。 C、球A的運(yùn)動(dòng)周期必小于球B的運(yùn)動(dòng)周期。 D、球A對(duì)筒壁的壓力必大于球B對(duì)筒壁的壓力。,三、漏斗擺模型,例1：如圖所示，有一質(zhì)量為m的小球在光滑的半球形碗內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 其軌道平面在水平面內(nèi)。已知小球與半球形碗的球心O的連線跟豎直方向的 夾角為 ，半球形碗的半徑為R，求小球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度及碗壁對(duì)小球 的彈力的大小。,四、火車(chē)轉(zhuǎn)彎,三、離心運(yùn)動(dòng),1、定義：物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于合外力提供的向心力消失或 不足，以致物體沿圓周運(yùn)動(dòng)的切線方向飛出或遠(yuǎn)離圓心而去的 運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。離心運(yùn)動(dòng)是物體具有慣性的表現(xiàn)。,2、應(yīng)用：脫水筒、棉花糖機(jī)、醫(yī)用

4、離心機(jī)、,3、危害：汽車(chē)、摩托車(chē)轉(zhuǎn)彎；砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)；,一、輕繩（單側(cè)軌道）模型,一、輕繩（單側(cè)軌道）模型,(1)A的速率為1m/s時(shí)。 （2）A的速率為4m/s時(shí)。 （g=10m/s),二、輕桿（管壁或雙側(cè)軌道）模型,二、輕桿（管壁或雙側(cè)軌道）模型,章末整合提升,處理物理系統(tǒng)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,1、甲乙兩名溜冰運(yùn)動(dòng)員，面對(duì)面拉著彈簧測(cè)力計(jì)做圓周運(yùn)動(dòng)的溜冰 表演，甲的質(zhì)量為80kg,乙的質(zhì)量為40kg，兩運(yùn)動(dòng)員相距0.9m,彈簧 測(cè)力計(jì)的示數(shù)為9.0N.求：（1）甲乙兩運(yùn)動(dòng)員的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑各是多少？ （2）甲乙運(yùn)動(dòng)員的線速度各多大？,規(guī)律方法：充分挖掘隱含條件，明確各物體做圓周運(yùn)動(dòng)的v, ,r是多少，

5、向心力由什么提供的。然后應(yīng)用向心力公式列方程求解。,2、如圖，質(zhì)量分別為M和m的兩個(gè)小球A、B套在光滑水平直桿P上，整個(gè) 直桿被固定于豎直轉(zhuǎn)軸上，并保持水平，兩球間用勁度系數(shù)為k、原長(zhǎng) 為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧連接在一起，左邊小球被輕質(zhì)細(xì)繩拴在豎直轉(zhuǎn)軸上，細(xì)繩 長(zhǎng)度也為L(zhǎng)?，F(xiàn)使橫桿P隨豎直轉(zhuǎn)軸一起在水平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)加速度 為 ，則當(dāng)彈簧長(zhǎng)度穩(wěn)定后，細(xì)繩的拉力和彈簧的總長(zhǎng)度為多少？,水平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題,1、與細(xì)繩的彈力有關(guān)的圓周運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題。,2、因摩擦力存在最值而產(chǎn)生的圓周運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題。,3、受彈簧等約束的圓周運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題。,4、與斜面有關(guān)的圓周運(yùn)動(dòng)臨界問(wèn)題。,三、圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問(wèn)題：,1

6、、如圖所示，細(xì)線一端系著質(zhì)量M=0.6kg的物體A靜止在水平轉(zhuǎn)臺(tái)上， 另一端通過(guò)輕質(zhì)小滑輪O吊著質(zhì)量為m=0.3kg的物體B。A與滑輪O 的距離為0.2m,且與水平面間的最大靜摩擦力為2N。為使B保持靜止 狀態(tài)，水平轉(zhuǎn)臺(tái)做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度 應(yīng)在什么范圍內(nèi)？,1、如圖，小球質(zhì)量m=0.8kg,用兩根長(zhǎng)為L(zhǎng)=0.5m的細(xì)繩拴在 并系在豎直桿上的AB點(diǎn)，已知AB=0.8m，當(dāng)豎直桿轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng) 小球在水平面內(nèi)繞桿以 =40rad/s的角速度約束轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，求 上下兩根細(xì)繩的張力。,2、有一水平放置的圓盤(pán)，上面放有一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧， 如圖所示，彈簧的一端固定于軸O上，另一端掛一質(zhì)量為m的 物體A，物體

7、與圓盤(pán)間的動(dòng)摩擦因素為 ，開(kāi)始時(shí)彈簧未發(fā)生 形變，長(zhǎng)度為x，（1）圓盤(pán)的轉(zhuǎn)速n0多大時(shí)，物體開(kāi)始滑動(dòng)。 （2）轉(zhuǎn)速達(dá)到2n0時(shí)，彈簧的伸長(zhǎng)量是多少？,規(guī)律方法總結(jié)：關(guān)于水平面內(nèi)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題， 一般是“臨界速度”與“臨界力”的問(wèn)題。即細(xì)繩是否張 緊對(duì)應(yīng)拉力是否為零；物體是否脫落接觸面對(duì)應(yīng)的 彈力是否為零；物體是否滑動(dòng)對(duì)應(yīng)摩擦力是否達(dá)到 最大靜摩擦力。,二、變速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,例：一根長(zhǎng)為0.8m的繩子，當(dāng)受到7.84N的拉力時(shí)即被拉斷，若在此繩的一端拴一個(gè)質(zhì)量為0.4kg的物體，使物體以繩子的另一端為圓心在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)繩子恰好斷裂。求物體運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)時(shí)的角速度

8、和線速度各是多大。,2、如圖一軌道由1/4圓弧和水平部分組成，且連接處光滑， 質(zhì)量為m的滑塊與軌道的動(dòng)摩擦因素為 ，在滑塊從A滑到 B的過(guò)程中，受到的摩擦力的最大值為f，則 A、f= mg B、f mg D、以上選項(xiàng)都錯(cuò)誤,2、如圖在質(zhì)量為M的電動(dòng)機(jī)，裝有質(zhì)量為m的偏心輪，偏心輪 轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為 ，當(dāng)偏心輪重心在轉(zhuǎn)軸正上方時(shí)，電動(dòng)機(jī)對(duì) 地面的壓力剛好為零。（1）則偏心輪重心離轉(zhuǎn)軸的距離為多大？ （2）在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，電動(dòng)機(jī)對(duì)地面的最大壓力多大？,3、一端固定在光滑水平面上O點(diǎn)的細(xì)線，A,B,C處各處拴著 質(zhì)量相同的小球，如圖所示，現(xiàn)將它們排成一直線，并使細(xì)線 拉直，讓它們?cè)谧烂嫔侠@O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，如果增大轉(zhuǎn)速， 細(xì)線將先在OA、AB、BC段線中的 斷掉。,1、如圖所示，質(zhì)量為m的小球置于正方體的光滑盒子中，盒子 的邊長(zhǎng)略大于球的直徑。某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)做半徑 為R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，空