2.2向心力建模.ppt

1、,1、拱（凸）形桥,2、凹形桥,3、平面桥,实例2：汽车过桥的问题,质量为4000 kg的汽车,通过半径为40 m的凸形桥顶端时,对桥顶的压力正好为零,则汽车的速度大小为多少。(取10 m/s2),20m/s,质量为m的汽车在行使过程中保持速度大小不变，途径两座拱形桥和一个圆弧形隧道，请问途中哪一点汽车对路面的压力最小，哪点最大？,NA=G,F向心=G-NB,NB=G- F向心,NB=G- mv2/rb,F向心=NC-G,NC=G F向心,F向心=G-ND,ND=G- F向心,ND=G- mv2/rD,最小,最大,汽车过凸形桥的速度有什么限制吗?,当V=0时,汽车过拱桥,随V的增大，N如何变化

2、？,N=mg,N逐渐减少,汽车过凹形桥,随V的增大，N如何变化？,mg,N,N逐渐增大,若速度太大，汽车容易爆胎。,平面桥,桥面的圆心在无穷远处,N=mg,比较三种桥面受力的情况,失重,超重,实例3：竖直平面上的圆周运动,B,1.物体沿圆的内轨道运动,例、质量为1kg的小球沿半径为20cm的圆环在竖直平面内做圆周运动，如图所示，求 （1）小球在圆环的最高点A不掉下来的最小速度是多少？此时小球的向心加速度是多少？ （2）若小球仍用以上的速度经过圆环的最低点B，它对圆环的压力是多少？此时小球的向心加速度是多少？,A,B,mg,N,mg,N,A,过最高点的最小速度是多大?,2.绳物结构,？,请看“水

3、流星”演示实验：,杂技演员表演“水流星”节目，我们发现不管演员怎样抡，水都不会从杯里洒出，甚至杯子在竖直面内运动到最高点时，已经杯口朝下，水也不会从杯子里洒出。这是为什么？,当 时，水在杯中刚好不流出，此时水作圆周运动所需向心力刚好完全由重力提供，此为临界条件。,当 时，杯底对水有一向下的 力的作用，此时水作圆周运动所需向心力由和重力的合力提供。, 当 时，实际情况杯底不可能给水向上的力，所以，此时水将会流出杯子。,水流星”模型,用细绳栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,则下列说法正确的是: A.小球过最高点时,绳子的张力可以为零 B.小球过最高点时的最小速度为零 C.小球刚好过最高点

4、是的速度是 D.小球过最高点时,绳子对小球的作 用力可以与球所受的重力方向相反,AC,过最高点的最小速度是多大?,V=0,3.杆物结构,用一轻杆栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,则下列说法正确的是: A.小球过最高点时,杆子的张力可以为零 B.小球过最高点时的最小速度为零 C.小球刚好过最高点是的速度是 D.小球过最高点时,杆子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反,R,ABD,长为0.6m的轻杆OA(不计质量),A端插个质量为2.0kg的物体,在竖直平面内绕O点做圆周运动,当球达到最高点的速度分别为3m/s, m/s,2m/s时,求杆对球的作用力各为多少?,N1=10N,竖直向下

5、,N2=0,N3=6.7N,竖直向上,1如图，质量为m的小物体在水平转台上随转台以频率f作匀速圆周运动，物体到转轴的距离为d、物体与转台摩擦因素为，求：,1）物体所需要的向心力？,2）物体所受到的转台对它的支持力？摩擦力？,3）为使物体保持距离d随转台一起转动，转台转动的角速度应满足什么条件？,类型一,）若又在转台上距转轴d/2 处放置质量为2m的物体，则随着转台角速度的增大，哪个物体先要发生相对滑动？,2、用长为L的细绳拴住一质量为m的小球，当小球在一平面内做匀速圆周运动时，如图所示，细绳与竖直方向成角，求小球做匀速圆周运动的角速度 、周期及细绳对小球的拉力。,类型二,3、如图所示、有一质量为m的小球在光滑的