鲁科版必修2 向心力的实例分析 第1课时 课件(27张）.ppt

第四章匀速圆周运动 第三节向心力的实例分析 弯道上行驶的汽车 生活中的向心力 一 转弯时的向心力实例分析 一 转弯时的向心力实例分析 4 火车在水平轨道 内外轨道一样高 上转弯时 所需的向心力由谁提供 外轨 内轨 外轨对轮缘的弹力 一 转弯时的向心力实例分析 5 在转弯处外轨略高于内轨 火车转弯所需的向心力的方向是在水平方向上还是在与斜面平行的方向上 一 转弯时的向心力实例分析 6 f合 mgtan 轨道对轮缘无挤压 此时火车的速度为多大 若火车的速度大于或小于这个值时 轨道对轮缘有挤压吗 一 转弯时的向心力实例分析 7 轮缘受到外轨向内的弹力 轮缘受到内轨向外的弹力 一 转弯时的向心力实例分析 8 赛道的设计 一 转弯时的向心力实例分析 二 旋转秋千 在一根长为l的细线下面系一根质量为m的小球 将小球拉离竖直位置 使悬线与竖直方向成 角 给小球一根初速度 使小球在水平面内做圆周运动 悬线旋转形成一个圆锥面 这种装置叫做圆锥摆 旋转秋千 物理模型 圆锥摆 二 旋转秋千 例 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 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 二 旋转秋千 荡秋千 过拱桥 三 竖直平面内的圆周运动实例分析 f压 fn mg 水平桥 拱形桥 凹形桥 三 竖直平面内的圆周运动实例分析 质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶 若桥面的圆弧半径为r 试画出受力分析图 分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力 fn 由牛顿第三定律得 汽车通过桥的最高点时对桥的压力 fn mg 若汽车通过拱桥的速度增大 会出现什么情况 三 竖直平面内的圆周运动实例分析 当fn 0时 汽车脱离桥面 做平抛运动 汽车及其中的物体处于完全失重状态 fn 0时 汽车的速度为多大 三 竖直平面内的圆周运动实例分析 下面自己分析汽车通过凹形桥最低点时 汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些 fn 由牛顿第三定律得 汽车通过桥的最高点时对桥的压力比汽车重力大 fn mg 若汽车通过凹桥的速度增大 会出现什么情况 三 竖直平面内的圆周运动实例分析 用模拟实验验证分析 注意观察指针的偏转大小 三 竖直平面内的圆周运动实例分析 f压 fn mg 失重 超重 f压 fn mg f压 fn mg 三 竖直平面内的圆周运动实例分析 例题 例1 一辆汽车匀速率通过半径为r的圆弧拱形路面 关于汽车的受力情况 下列说法正确的是 a 汽车对路面的压力大小不变 总是等于汽车的重力b 汽车对路面的压力大小不断发生变化 总是小于汽车所受重力c 汽车的牵引力不发生变化d 汽车的牵引力逐渐变小 bd 由上式和牛顿第三定律可知 解 根据牛顿第二定律 例2 质量为m的汽车以速度v 经过一个半径为r的拱形桥 行驶到最高点时 汽车对桥面的压力是多大 解得支持力 汽车对桥的压力 例题 例题 例3 火车以半径r 900m转弯 火车质量为8 105kg 速度为30m s 火车轨距l 1 4m 要使火车通过弯道时仅受重力与轨道的支持力 轨道应该垫的高度h 较小时tan sin 由力的关系得 由向心力公式得 由几何关系得 解 0 14m 例题 例4 质量为m的小球 用一条绳子系着在竖直平面内做圆周运动 小球到最高点时的速度为v 到达最低点时的速度为 则小球通过上述两位置处时绳子所受的张力之差是 a 6mgb 5mgc 4mgd 2mg a 例题 例5 如图所示 质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为m的小球 另一端能绕光滑的水平轴o转动 让小球在竖直平面内绕轴o做半径为l的圆周运动 小球通过最高点时的线速度大小为v 下列说法中正确的是 a v不能小于 bcd 训练巩固 1 下列有关洗衣机脱水筒的脱水原理说法正确的是 a 水滴受离心力作用 而沿背离圆心的方向甩出b 水滴受到向心力 由于惯性沿切线方向甩出c 水滴受到的离心力大于它受到的向心力 从而沿切线方向甩出d 水滴与衣服间的附着力小于它所需的向心力 于是沿切线方向甩出 d 训练巩固 2 杂技演员表演 水流星 在长为l 1 6m的细绳的一端 系一个与水的总质量为m 0 5kg的盛水容器 以绳的另一端为圆心 在竖直平面内做圆周运动 如图所示 若 水流星 通过最高点时的速率为4m s 则下列说法正确的是 取g 10m s2 a 水流星 通过最高点时 没有水从容器中流出b 水流星 通过最高点时 绳的拉力及容器底部受到的压力均为零c 水流星 通过最高点时 处于完全失重状态 不受力的作用d 水流星 通过最高点时 绳子的拉力大小为5n ab 26 训练巩固 3 有一列重为100t的火车 以72km h的速率匀速通过一个内外轨一样高的弯道 轨道半径为400m g取10m s2 1 试计算铁轨受到的侧压力 2 若要使火车以此速率通过弯道 且使铁轨受到的侧压力为零 我们可以适当倾斜路基 试计算路基倾斜角度 的正切值 27 训练巩固 4 有一列重为100t的火车 以72k