高一物理匀速圆周运动实例.ppt

圆周运动速匀 实例分析 本节课的学习目标 1、知道向心力是物体沿半径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适用于变速圆周运动。 3、会在具体问题中分析向心力的来源，并进行有关计算。 做匀速圆周运动的物体受到向心力的作用，如何理解 向心力？ a：向心力是按效果命名的力 b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是 使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力 c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物 体的作用外，还要另外受到向心力 一、复习引入 向心力、向心加速度的求解公式有 哪些?它们的方向分别如何？ 向心加速度： 方向： 始终指向圆心 向心力: 始终指向圆心方向： 处理匀速圆周运动问题的一般步骤 （1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径； （2）进行受力分析，画出受力分析图; （3）求出在半径方向的合力，即向心力； （4）用牛顿第二定律 结合 匀速圆周运的特点列方程求解。 例一、质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为 r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是 多少？ 二、实例分析 竖直面内的匀速圆周运动 长江大桥 问1：汽车静止在桥顶与通过桥顶是否同种状态？ 问2：汽车过拱桥桥顶的向心力如何产生？方向如何？ V 求：汽车对桥的压力 R G F 例一、质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为 r的拱桥，如图所示，求汽车在桥顶时对路面的压力是 多少？ 解：汽车通过桥顶时，受力情况如图。 汽车通过桥顶时： G FN h FN 由牛顿第二定律： 由牛顿第三定律： O 二、实例分析 竖直面内的匀速圆周运动 r 注意:汽车过桥的速度不得太大,否则N将消失,汽车将飞离桥面. 由牛顿第二定律： G h N N 拓展:汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹型桥面，如图 所示，求汽车在最底部时对桥面的压力是多少？ 解：汽车通过底部时，受力情况如图。 小结:此问题中出现的汽车对桥面的压 力大于或小于车重的现象，是发生在 圆周运动中的超重或失重现象 R G F V 结论：车速越大对桥的压力就越大 应用：所以桥修成拱形的比凹形的好 例二、试分析在竖直放置光滑圆锥内做匀速圆周 运动小球所需的向心力。 小球受力： 竖直向下的重力 G G 垂直圆锥面的支持力 FN FN F小球的向心力： 由重力和支持力的合力提供 二、实例分析 水平面内的匀速圆周运动 例三、小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成角， 求小球做匀速圆周运动的角速度。 O O mg FT F 小球受力： 竖直向下的重力G沿绳方向的拉力T 小球的向心力： 由T和G的合力提供 解： L 小球做圆周运动的半径 由牛顿第二定律： 即： 例四、讨论火车转弯时所需向心力。 1、内外轨道一样高时： F 向心力 F 由外侧轨道对铁轨 的压力提供 G N F 2、当外轨略高于内轨时： 火车受力： 竖直向下的重力 G 垂直轨道面的支持力 N 火车的向心力： 由G和N的合力提供 例五：其他类似的临界问题： 线或绳 刚好过最高 点的速度特 征和条件？ 杆 刚好过最高 点的速度特 征和条件？ 赛车过弯道 摩托车过弯道 思考题: 1、自行车转弯，稍一倾斜 就过去了 ，摩托车转弯倾斜度要大一些。摩 托赛车时转弯，倾斜度更大，几乎 倒在地上。 提问：谁提供向心力？倾斜度与向 心力有关吗？有何关系？ 2、向心力来源实例分析 : 一根细绳拉着小球在光滑水平面 上做匀速圆周运动 W 小物块随圆盘一起做 匀速圆周运动 G N F G N f 小结： 1、汽车通过桥顶时，速度越大，对桥顶的压力就越小 汽车刚好对桥顶的压力为零 汽车飞离桥顶 汽车对桥顶有压力 时时，内外轨轨均不受侧侧向挤压挤压 的力(速度最佳) 时时，外轨轨受到侧侧向挤压挤压 的力（这时这时 向心力增 大，外轨轨提供一部分力）； 时时，内轨轨受到侧侧向挤压挤压 的力（这时这时 向心 力 减少，