高中物理 第4章 第3节 向心力的实例分析知识探究 鲁科版必修2_第1页
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文档简介

1、向心力的实例分析-知识探讨 1.火车转弯情况：向心力的来源：(1)靠挤压铁轨获得.(2)内外侧铁轨高度不同,支持力和重力的合力获得.2.汽车过拱桥：重力和支持力的合力提供向心力.3.竖直平面内圆周运动(1)绳或内轨道(类水流星)(2)杆或外轨道(类拱桥)4.圆锥摆：靠绳的拉力和重力的合力提供向心力.5.解决圆周运动问题的步骤:(1)正确地受力分析.(2)根据运动情况找到圆周的圆心.(3)在指向圆心的方向上建立x轴.(4)x轴上的合力充当向心力并列出方程；y轴上的合力提供切线加速度.例题思考【例1】 火车在倾斜的轨道上转弯,如图所示.弯道的倾角为,半径为r.则火车转弯的最大速率是(设转弯半径水平

2、)A.B.C.D.解析:先对车的受力进行分析,车受到的重力竖直向下,受到的支持力垂直斜面向上,两者的合力水平,根据牛顿第二定律可得：mgtan=mv2/r,解得C正确.答案:C点评:正确的受力分析是解决圆周运动问题的关键.【例2】 细线长为L,小球质量为m,使小球在水平面内做圆周运动.增大小球绕O点的圆周运动的角速度,会发现线与竖直方向的夹角随着增大,为什么？解析:小球受重力mg、拉力T.我们可以说由mg和T的合力充当向心力,也可以说由T的水平分量充当向心力,因为小球是在水平面内做圆周运动,而重力方向竖直向下,与水平面垂直,重力的水平分量为零.有Tcos=mg,Tsin=m2r,r=Lsin所以mgtan=m2Lsin所以cos=g/L2,可见,增大则cos减小,在0/2范围内,cos减小则增大.所以转得越快,角就越大.点评:绳的拉力在此有两个分量,水平分量充当向心力,竖直分量与重力平衡.知识总结规律：牛顿运动定律,圆周运动的规律.知识：力的分解与合成的应用.方法：1.圆周运动的最高点的速度极限分析(1)绳子、内侧轨道：这两种约束情况只能提供向下的拉力或支持力,不能提供向上的力,所以,通过最高点的条件是v.(2)外侧轨道：只能提供向上的支持力,它不能提供向下的拉力,所以速度有最大值,超过这个值,物体会做平抛运动.能够通过最高点的条

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