高一物理生活中的向心力.ppt

生活中的向心力 （综合复习课） 一、物体在水平平面内的圆周运动 向心力由路面对 车轮的侧向静摩 擦力提供 F向=f静 汽车在倾斜的路面转弯 N G F向 向心力由倾斜 路面对汽车的 支持力和重力 的合力提供 F向=mg tan 水平路面上转弯圆锥摆 L m G F向 向心力由细绳 的拉力和重力 的合力提供 F向=F=mg tan 水平圆盘上放置的物体 1、有细绳：向心力 由静摩擦力、细绳 的拉力提供 2、没有细绳：盘面 对物体的静摩擦力 提供向心力 F向=f静 f G (N)F向 f F G 洗衣机脱水桶内的衣服 向心力由洗衣机脱水 桶桶壁对衣服的支持 力提供 F向=N 向心力是按效果命名的力 千万不要认为 做匀速圆周运动的物体另外还受到 一个向心力的作用 ! 结论:做匀速圆周运动的物体所 需的向心力由 提供合力 二、物体在竖直平面内的圆周运动 竖直平面内的圆周运动一般情 况下是变速圆周运动，中学阶段只 研究物体通过最高点或最低点的情 况，并且经常出现临界状态。 分析思路: 2.找出指向匀速圆周运动圆心的某个 力或几个力的合力,即向心力; 3. 列式计算,求出v、T等物理量。 (受力分析) (求合力) (F合=F向) 1.分析物体受力 （1）汽车通过拱桥 汽车通过拱桥顶部（或底 部）时，对桥面的压力大 小不等于重力 G N G N 向心力由重力和拱桥对汽 车支持力的合力提供 F向=G-N NG （2）用细绳栓着的小球，在竖直平面 内的圆周运动通过最高点的情况。 临界条件：小球到达最高 点时细绳的拉力刚好等于0 ，此时小球的重力刚好提 供其做圆周运动的向心力 o M A G 能通过最高点的条件：（此时细绳 开始对小球产生拉力） 不能通过最高点的条件：（球还 没有到达最高点就脱离了轨道） 例1、长为R=0.4m的轻绳一端固定在O点，另 一端拴质量为m=0.4kg的小球，如果要让小球 在竖直平面内绕O点作圆周运动(1)小球在圆周 最高点的速度至少为多少?(2)如果小球在最高 点的速度v=5m/s,轻绳对小球的作用力是多少？ 拓展：如把轻绳改为轻杆，分析小球速度与轻 杆对球作用力的关系 V=2m/s o A R分析:小球在最高点的速度v能否为 1m/s,轻绳对小球有作用力吗？小球做 何运动? F=21N 例2、长为R=0.4m的轻杆一端固定在O点，另 一端拴质量为m=0.4kg的小球，如果要让小球 在竖直平面内绕O点作圆周运动(1)小球在圆周 最高点的速度至少为多少?(2)如果小球在最高 点的速度v=5m/s,轻杆对小球的作用力是多少？ o R V=0m/s F=21N 分析:如果小球在最高点的速度 v=1m/s,轻杆对小球有作用力 吗？小球做何运动? 轻杆对小球有向上的支持力,小球做圆周运动 如球在空心圆形轨道内做圆周运动,又该如何分 析? 能通过最高点的条件： （3）用轻杆连着的小球或小球在 空心圆形轨道内，在竖直平面内的 圆周运动通过最高点的情况。 当 ,此时轻杆(轨道外侧)对球产 生拉力(压力),重力与支持力合力提供向心力 当 ,此时轻杆(轨道)对球的 作用力为0 ,重力提供向心力 当 ,此时轻杆(轨道内侧)对球提 供支持力,重力与支持力的合力提供向心力 例3长度为0.5m的轻质细杆OA，A端有 一质量为3kg的小球，以O点为圆心，在竖 直平面内做圆周运动，如图所示，小球通 过最高点时的速度为2m/s，取g=10m/s2， 则此时轻杆OA将（ ） A受到6.0N的拉力 B受到6.0N的压力 C受到24N的拉力 D受到54N的拉力 o M A B （2）能通过最高点的条件： （此时细绳开始对小球产生拉力） （3）不能通过最高点的条件： （球还没有到达最高点就脱离了轨道） 小结:1、用细绳栓着的小球，在竖直平 面内的圆周运动通过最高点的情况。 （1）临界条件：小球到达最高点时细 绳的拉力刚好等于0，此时小球的重力 刚好提供其做圆周运动的向心力 （3）当 ,此时轻杆(轨道外侧)对球产 生拉力(压力),重力与支持力合力提供向心力 （1）当 ,此时轻杆(轨道)对球的作用 力为0 ,重力提供向心力 （2）当 ,此时轻杆(轨道内侧)对球提 供支持力,重力与支持力的合力提供向心力 2、用轻杆连着的小球或小球在空心圆形轨道内， 在竖直平面内的圆周运动通过最高点的情况。 讨论:做匀速圆周运动的物体所受 合外力一定是向心力吗? 做匀速圆周运动的物体所受合 外力一定是向心力 如果物体做的是非匀速圆周运动,合 外力还一定是向心力吗? 例4:质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金 属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直放置，开 口向上，滑到最低点时速度大小为V，若物体 与球壳之间的摩擦因数为，则物体在最低点 时，受到的合力就是向心力吗?方向是指向圆 心吗? 如果物体做的是非匀速 圆周运动,合外力不一定 是向心力. 但物体与所处半径方向 上的合力就是向心力 F向=N-G F合