5.7向心力 习题.ppt

向心力分析专题 4 解方程 对结果进行必要的讨论 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 对研究对象进行受力分析 分析指向圆心方向上的合力 向心力 3 建立以指向圆心方向为正方向 根据向心力公式列出方程 注意 对于匀速圆周运动 F向就是物体所受的合外力F合 运用向心力公式解题的基本方法 关于向心力 以下说法中正确的是 A 向心力是指向圆心方向的合力 是根据力的作用效果命名的B 向心力可以是多个力的合力 也可以是其中一个力或一个力的分力C 对稳定的圆周运动 向心力是一个恒力D 向心力的效果是只改变质点的线速度大小答案 AB 小球受哪些力 绳的拉力方向 求轻绳的拉力 长为L的轻绳一端拴住一质量为m的小球 另一端固定在光滑的水平面上 使小球在水平面以速率v做匀速圆周运动 试讨论 问题1 拓展 物体随盘一起做匀速圆周运动 木块受到哪些力的作用 木块做圆周运动所需向心力由什么力提供 例 如图 质量为m的小物体在水平转台上随转台以频率f作匀速圆周运动 物体到转轴的距离为d 物体与转台摩擦因素为 求 1 物体所需要的向心力 2 物体所受到的转台对它的支持力 摩擦力 3 为使物体保持距离d随转台一起转动 转台转动的角速度应满足什么条件 思考 若又在转台上距转轴d 2处放置质量为2m的物体 则随着转台角速度的增大 哪个物体先要发生相对滑动 例 如图所示装置绕竖直轴匀速旋转 有一紧贴内壁的小物体 物体随装置一起在水平面内匀速转动 1 物体随装置一起转动的过程中所受到外力可能A 重力 弹力B 重力 弹力 滑动摩擦力C 重力 弹力 静摩擦力D 下滑力 弹力 静摩擦力 2 如果圆筒半径为R 小物体与圆筒之间的动摩擦因数为 欲使物体随装置一起在水平面内匀速转动 求圆筒角速度应满足的条件 例 如图所示 在光滑水平桌面上有一光滑小孔O 一根轻绳穿过小孔 一端连接质量为m 1kg的小球A 另一端连接质量为M 4kg的重物B 1 当小球A沿半径r 0 1m的圆周做匀速圆周运动 其角速度为 10rad s时 物体B对地面的压力为多大 2 当A球的角速度为多大时 B物体处于将要离开 而尚未离开地面的临界状态 g 10m s2 例 如图所示 在光滑水平桌面上 质量均为m的小球A B绕O作角速度为 匀速圆周运动 已知OA 2AB L 求OA AB两段绳子的张力 轻绳 模型如图所示 没有物体支撑的小球 在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况 能通过最高点的条件 当v v临界 当v v临界时绳 轨道对小球分别产生拉力 压力 时小球将做完整的圆周运动 不能过最高点的条件 v v临界 实际上小球还没到最高点就脱离了轨道 2 轻杆 模型如图所示 有物体支撑的小球在竖直平面内做圆周运动过最高点的情况 临界条件 由于硬杆和管壁的支撑作用 小球恰能达最高点的临界速度v临界 0 受力特点 a v 0时 小球受向上的支持力FN mg 小球受到哪些力的作用 向心力由什么力提供 结论 向心力由拉力F和重力G的合力提供 问题2 思考 例 用长为L的细绳拴住一质量为m的小球 当小球在一平面内做匀速圆周运动时 如图所示 细绳与竖直方向成 角 求小球做匀速圆周运动的角速度 周期 及细绳对小球的拉力 拓展 如图所示 有一质量为m的小球在光滑的半球碗内做匀速圆周运动 轨道平在水平面内 已知小球与半球形碗的球心 的连线跟竖直方向的夹角为 半球形碗的半径为 求小球做匀速圆周运动的速度及碗壁对小球的弹力 拓展 如图所示 内壁光滑的圆锥容器 其顶点与底面圆心的连线与水平面垂直 A B两物