向心力公式的应用

1、常见应用实例常见应用实例 (1)水平面内的匀速圆周运动水平面内的匀速圆周运动例如：放在水平圆盘上的物体随圆盘转动例如：放在水平圆盘上的物体随圆盘转动、火车转弯、锥摆等问题、火车转弯、锥摆等问题 (2)竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动 例如：物体通过拱桥或凹桥的问题；绳例如：物体通过拱桥或凹桥的问题；绳子一端系一个物体，在竖直面内做圆周子一端系一个物体，在竖直面内做圆周运动的问题运动的问题 (3)竖直平面内的圆周运动与机械能守恒竖直平面内的圆周运动与机械能守恒定律相结合的问题定律相结合的问题.例例1:水平面内的匀速圆周运动水平面内的匀速圆周运动水平元盘绕轴转动时水平元盘绕轴转动时,盘上静

2、止物体做圆盘上静止物体做圆周运动所需的向心力就是静摩擦力周运动所需的向心力就是静摩擦力f练习练习一个质量为一个质量为M的物体在水平转盘上的物体在水平转盘上,与转轴的与转轴的距离为距离为r,当轩盘的转速为当轩盘的转速为n时时,物体相对于转物体相对于转盘静止盘静止,如果转盘的转速增大时如果转盘的转速增大时,物体仍然相物体仍然相对于转盘静止对于转盘静止,则下列说法中正确的是则下列说法中正确的是A.物体受到的弹力增大物体受到的弹力增大 B.物体受到的静摩擦力增大物体受到的静摩擦力增大C.物体受到的合力不变物体受到的合力不变 D.物体对转盘的压力减小物体对转盘的压力减小B练习练习如图所示如图所示,质量为

3、质量为M10kg的物体随转盘一的物体随转盘一起转动起转动,当转盘以角速度当转盘以角速度5rad/s转动转动时时,物体到转轴的距离为物体到转轴的距离为R0.8m,试求试求:(1)物体受力的个数和名称物体受力的个数和名称(2)物体所受的静摩擦力的大小物体所受的静摩擦力的大小优化设计优化设计13页第页第15题题飞车走壁飞车走壁马戏团演员在表演飞车走壁时，人车在一个马戏团演员在表演飞车走壁时，人车在一个水平面上沿竖直粗糙墙壁上做匀速圆周运水平面上沿竖直粗糙墙壁上做匀速圆周运动，人车所受外力动，人车所受外力G与静摩擦力与静摩擦力f平衡。车平衡。车轮对墙壁的作用力为轮对墙壁的作用力为N，墙壁的反作用力，墙

4、壁的反作用力N就是人车所需向心力。应有：就是人车所需向心力。应有： 当当m、r一定时，一定时，越大，越大，N就越大就越大汽车转弯汽车转弯汽车转弯汽车转弯练习练习汽车沿半径为汽车沿半径为R的圆形轨道行驶的圆形轨道行驶,若路面是水若路面是水平的平的,汽车所受的汽车所受的 力提供向心力提供向心力力.若路面作用于汽车的最大静摩擦是车重若路面作用于汽车的最大静摩擦是车重的的k倍倍,则要使汽车不冲出圆形轨道则要使汽车不冲出圆形轨道,汽车行汽车行驶的速度不能超出多少？驶的速度不能超出多少？ 练习练习 优化设计优化设计15页第页第6题题火车转弯火车转弯火车转弯火车转弯火车转弯受力分析火车转弯受力分析F F合合

5、GF练习练习火车在转弯行驶时火车在转弯行驶时,需要靠铁轨的支持力提需要靠铁轨的支持力提供向心力供向心力.下列关于火车转弯的说法中正下列关于火车转弯的说法中正确的是确的是 A.在转弯处使外轨略高于内轨在转弯处使外轨略高于内轨 B.在转弯处使内轨略高于外轨在转弯处使内轨略高于外轨 C.在转弯处使内轨、外轨在同一水平高度在转弯处使内轨、外轨在同一水平高度 D.在转弯处火车受到的支持力竖直向上在转弯处火车受到的支持力竖直向上练习练习 优化设计优化设计14页例题页例题1圆锥摆圆锥摆的摆球在水平面上做匀速圆周运动时，所收的向心力就是重力G与拉力T的合外力，F合=F向。锥摆锥摆优化设计优化设计13页页14题

6、题例题例题 优化设计优化设计15页例题页例题3类圆锥摆类圆锥摆优化设计优化设计12页第页第4题题竖直平面上的圆周运动竖直平面上的圆周运动 汽车过桥汽车过桥 水流星的圆周运动水流星的圆周运动 翻山车的圆周运动翻山车的圆周运动 硬杆连接的小球硬杆连接的小球汽车过拱桥汽车过拱桥汽车过桥汽车过桥例题例题质量为质量为M1000kg的汽车通过圆形拱桥顶部的汽车通过圆形拱桥顶部,拱拱桥的半径为桥的半径为R10m.试求试求:(1).汽车对拱桥的压力为车重和一半时的速率汽车对拱桥的压力为车重和一半时的速率(2).汽车对拱桥的压力为零时的速率汽车对拱桥的压力为零时的速率例题例题 优化设计优化设计15页第页第4题题

7、 优化设计优化设计15页第页第7题题“水流星”模型例题例题优化设计优化设计15页例题页例题2过山车过山车例题例题 如图所示，在电动机上距水平轴如图所示，在电动机上距水平轴O为为r处处固定一个质量为固定一个质量为m的铁块，电动机启动的铁块，电动机启动后达到稳定状态时，以角速度做匀速圆后达到稳定状态时，以角速度做匀速圆周运动，则在转动过程中，电动机对地周运动，则在转动过程中，电动机对地面的最大压力与最小压力的数值之差为面的最大压力与最小压力的数值之差为多少？多少？硬杆连接的小球 硬杆连接的小球在最低点总是受杆的拉力硬杆连接的小球在最低点总是受杆的拉力T2mg。而在最高点时，当。而在最高点时，当v1v1时，杆时，杆对球有拉力对球有拉力T1，当，当v1v1时，杆对球有支时，杆对球有支持力持力-T1（与拉力方向相反）。三种情况中，（与拉力方向相反）。三种情况中，轨道对翻山车的支持力，桶底对水的支持轨道对翻山车的支持力，桶底对水的支持力，杆对球的拉力或支持力