高一物理匀速圆周运动实例分析

1、1、汽车过拱桥 汽车在拱桥上以速度汽车在拱桥上以速度v v前进，桥面的前进，桥面的圆弧半径为圆弧半径为r r，求汽车过桥的最高点时对求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？桥面的压力？实例分析解析解析：a a：选汽车为研究对象选汽车为研究对象b b：对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力c c：上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下 d d：建立关系式：建立关系式：g gf f1 1mvmv2 2/r/re:e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以所以

2、rvmgf2压gf压且且向心力和向心加速度的公式向心力和向心加速度的公式对于对匀速圆周运动同样适用对于对匀速圆周运动同样适用gf1比较三种桥面受力的情况比较三种桥面受力的情况rvmgn2rvmgn2gngn实例分析2旋转秋千小球做圆锥摆时细绳长小球做圆锥摆时细绳长l，与竖直方向成，与竖直方向成角，求小球做匀速圆周运动的角速度角，求小球做匀速圆周运动的角速度。oomgftf小球受力小球受力：竖直向下的重力竖直向下的重力g沿绳方向的拉力沿绳方向的拉力t小球的向心力：小球的向心力：由由t和和g的合力提供的合力提供解：解：lmgtgff向心小球做圆周运动的半径小球做圆周运动的半径sinlr 由牛顿第二

3、定律：由牛顿第二定律：rmmaf2sin2lmmgtg即：即：coslg实例分析3观察火车转弯 火车在平火车在平直轨道上匀直轨道上匀速行驶时，速行驶时，所受的合力所受的合力等于等于0 0，而，而当火车转弯当火车转弯时，我们说时，我们说它做圆周运它做圆周运动，那么是动，那么是什么力提供什么力提供火车的向心火车的向心力呢？力呢？内外轨道一样高时内外轨道一样高时c 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。量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。a a：此时火车车轮受三个力

4、：重力、支持力、外轨对轮缘的弹此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹 力。力。b b：外轨对轮缘的弹力外轨对轮缘的弹力f f提供向心力。提供向心力。外轮外轮外轨内轨内轨内轮内轮 说明：转说明：转弯处要选择内弯处要选择内外轨适当的高外轨适当的高度差，使转弯度差，使转弯时所需的向心时所需的向心力力f f完全由重完全由重力力g g和支持力和支持力n n的合力来提供，的合力来提供，这样外轨就不这样外轨就不受轮缘的挤压受轮缘的挤压了。了。外轨略高于内轨时外轨略高于内轨时fngf水平方向水平方向类似的例子赛车转弯赛车转弯课堂练习：课堂练习： 把一个小球放在把一个小球放在玻璃漏斗里，晃动几玻璃漏斗里，晃动几下漏斗，可以使小球下漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某沿光滑的漏斗壁在某一水平面内做匀速圆一水平面内做匀速圆周运动（如图）。小周运动（如图）。