向心力的来源ppt课件

向心力的来源分析,在转盘游戏中，如何保持身体的平衡？,弯道跑技术,【常见匀速圆周运动向心力的来源分析】,【说明】向心力是按效果命名的力，它可以是某个力充当。,小球在空中做匀速圆周运动,【课堂练习】,请分析以下圆周运动的向心力的来源。,汽车过弯道,研究运动物体转弯时的向心力,请思考：车辆在水平路面上转弯时需要的向心力由什么力提供？,（1）汽车在水平路面上转弯,f,f,mg,N,质量为m的汽车在水平路面上转弯，设转弯半径为R，汽车与路面动摩擦因数为，若要汽车转弯时不发生侧滑，则汽车速度不能超过多少？,R,赛车过弯道,（2）汽车在倾斜路面上转弯,mg,N,F合,F合=mgtan,R,若公路设计成内侧低外侧高，使路面与水平面有一倾角，如图，汽车以多大速度转弯时，可使车与路面间无摩擦力？,一、火车转弯情况：,1、当火车行驶速率v=v规定时，F合=F向，内、外轨道对轮缘都没有侧压力；2、当火车行驶速率vv规定时，F合F向，内轨道对轮缘有侧压力（挤压内轨）。,外轨略高于内轨，使得火车所受重力和支持力的合力F合提供向心力。,试分析、比较汽车过“直形桥”与“弯形桥”对桥面的压力（考虑最高点与最低点）,凹凸弧形桥模型,当,求汽车以速度v过半径为r的拱桥时对拱桥的压力？,【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：,可见汽车的速度越大对桥的压力越小。,时汽车对桥的压力为零。,求汽车过凹形路段最低点时对路面的压力？,【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：,可见汽车的速度越大对桥的压力越大。,杂技节目中的“水流星”表演，用一根绳子两端各拴一个盛水的杯子，演员抡起杯子在竖直面上做圆周运动，在最高点杯口朝下，但水不会流下，如下图所示，这是为什么？,轻绳模型（无支撑物）,质量为0.5kg的小杯里盛有1kg的水，用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为1m，小杯通过最高点的速度为4m/s，g取10m/s2，求：（1）最高点时，绳子的拉力？（2）在最高点时水对杯底的压力？（3）为使杯子经过最高点时水不流出，在最高点时最小速率是多少？,用细绳栓着质量为m的物体，在竖直平面内作圆周运动，则下列说法正确的是（）,A、小球过最高点时，绳子张力可以为零；B、小球过最高点时的最小速度是零；C、小球刚好过最高点时的速度是；D、小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受重力方向相反。,AC,1、用长为L的细绳栓着质量为m的小球在竖直平面内作圆周运动，则下列说法正确的是（）,A、小球在圆周最高点时所受向心力一定为重力；B、小球在圆周的最高点时绳子的拉力不可能为零C、若小球刚好能在竖直面内作圆周运动，则其在最高点速率是；D、小球在圆周最低点时拉力一定大于重力。,CD,二、水流星过最高点情况（没有支承物的物体在竖直面内做圆周运动）：,如图，小球P粘在细杆的一端，球随杆一起绕O作圆周运动，球在最高点时杆对球的作用力（）,A、一定是拉力；B、一定是支持力；C、无作用力；D、可能是拉力，也可能是支持力，也可能无作用力。,D,轻杆模型（有支撑物）,如图7所示,小球A质量为m，固定在轻细直杆L的一端,并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动。如果小球经过最高位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大小等于球的重力。求：(1)球的速度大小。(2)当小球经过最低点时速度为，杆对球的作用力大小和球的向心加速度大小。,(1)小球A在最高点时,对球做受力分析，如图D-1所示。重力mg;拉力F=mg根据小球做圆运动的条件,合外力等于向心力，即：F=mg(2)小球A在最低点时,对球做受力分析，如图D-2所示。重力mg;拉力F,设向上为正根据小球做圆运动的条件,合外力等于向心力,三、有支承物的物体在竖直面内做圆周运动过最高点情况：,把一个小球放在漏斗中，晃动漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一平面内做匀速圆周运动，如图，小球的向心力是什么力提供的？,解析：小球受力分析如图。,可见，向心力是重力G和支持力F的合力提供的.也可以认为是支持力F在水平方向的分力提供的,上题中，若小球转动的角速度为，如图倾角为，试求小球做圆周运动的半径。,解析：小球受力分析如图。,可知小球做圆周运动的向心力Fn为是重力G和支持力F的合力，有：Fn=mgtan=mr2解得：r=gtan/2,如图，半径为r的圆筒绕竖直中心轴转动，小橡皮块紧帖在圆筒内壁上，它与圆筒的摩擦因数为，现要使小橡皮不落下，则圆筒的角速度至少多大？,解析：小橡皮受力分析如图。,小橡皮恰不下落时，有：Ff=mg其中：Ff=FN而由向心力公式：FN=m2r解以上各式得：,拉力提供向心力。,总结,指向圆心的合力提供向心力。,O,水平面上