向心力及向心加速度的求解公式.ppt

向心力及向心加速度的求解公式 默写: 2：说明： 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。 1：分析和解决圆周运动的问题，关键的是要 把向心力的来源搞清楚： 关于向心力 在具体问题中要根据已知条件灵活选择公式 沿半径方向的合力 。 在日常生活中有很多圆周运动的实 例：骑自行车、摩托车转弯，汽车 、火车转弯，车通过凸形桥、凹形 桥，飞机作俯冲拉起运动等都是圆 周运动，这些运动的向心力的来源 是什么？下面我们就通过几个具体 问题来分析向心力的来源。 第六节 匀速圆周运动的实例分析 1、进一步理解向心力是物体沿 半径方向的合外力。 2、进一步理解向心力、向心加 速度的公式也适用于变速圆周运动 (各物理量必须为同一时刻的瞬时 值)。 3、会在具体问题中分析向心力 的来源。 教学目标： 实例分析： 实例1、火车转弯： c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量 很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。 1、内外轨道一样高时 G FN F a：此时火车受力：重力、支持力、机车的牵引力、空气及 铁轨的阻力、外轨对轮缘的弹力。 b：外轨对轮缘的弹力F提供向心力。F=mv2/r 说明：转弯处要选择 内外轨适当的高度差，使转 弯时所需的向心力F完全由 重力G和支持力N的合力来提 供，这样外轨就不受轮缘的 挤压了。 转弯处-外轨略高于内轨 。 向心力 2、外轨略高于内轨时 实例2：汽车过拱桥的问题 汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为R，求汽 车过桥的最高点时对桥面的压力？ e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力， 所以 a：选汽车为研究对象 b：对汽车进行受力分析：受到重力和 桥对车的支持力 c：上述两个力的合力提供向心力、且 向心力方向向下 d：建立关系式：F向=G-F1= 2 mv r 且 解析 ： 说明： 上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动，我们 仍使用了匀速圆周运动的公式，原因是向心力和向心加速度 的公式对于变速圆周运动同样适用。 失重 思考与讨论 2、请你根据上面分析汽车通过凸形 桥的思路，分析一下汽车通过凹形 桥最低点时对桥的压力（如图）。 这时的压力比汽车的重量大还是小 ？ 1、根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车 对桥的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时 ，会有什么现象发生呢？ 解析： G F 2 mv r F G = F = G + 2 mv r F=F G 汽车竖直方向受两个力:G、F F越大,轮胎的形变越大,易爆胎 飞离桥面完全失重 超重 （4）解方程，对结果进行必要的讨论。 运用向心力公式解题的步骤： （1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周 运动，找到圆心和半径。 （2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行 具体的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。 （3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力 公式列方程。 实例3： “水流星”模型 杂技演员表演“水流星”节目，我们发现 不管演员怎样抡，水都不会从杯里洒出 ，甚至杯子在竖直面内运动到最高点时 ，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒 出。这是为什么？ 取杯中的水为研究对象: 杯中的水是在竖直平面内作圆周运动 在最高点时受到两个力的作用：重力和杯 底对水的弹力 有: N+mg=mv2/r 思考题？ 自行车转弯时，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。 问：什么力提供向心力？向心力与倾斜度有关吗？有何关系？ 解答： 由地面 对车的静摩 擦力提供 有关系 ，倾斜度越 大，向心力 越大 作业： P98 4、5 4、补充：汽车以多大的速 度驶过桥顶时，汽车对桥 面的压力为零？ 1、用绳系一个小球，使它在光滑水平桌面上 做匀速圆周运动，小球受几个力的作用？有人 说，受4个力的作用：重力、桌面的支持力、 绳的拉力、向心力。这种分析对吗？为什么？ 课堂练习： 不对，受三个力作用 向心力（绳的拉力）是它们的合力O 2、把一