3、圆周运动的案例分析

1、,2.5节第1课时生活中的圆周运动,知识回顾,2、向心力的特点 方向：总是指向_, 作用效果_，由物体在半径方向的_提供。 大小： Fn=_=_=_ =_=_,1、物体做圆周运动时，必须有力提供_，,_是按效果命名的力,向心力,向心力,圆心,只改变速度的方向,合力,物体作圆周运动的条件,从“供” “需”两方面研究生活中做圆周运动的物体,由物体_情况决定,由物体的_情况决定,F,“供需”平衡物体做圆周运动,本节课,牛顿第二定律F=ma的应用,提供,所需要的,受力,运动,生活中的圆周运动,背景问题1：汽车过桥,1.质量为m的汽车，求汽车以速度v过半径为r 的拱桥 （1）最高点时对拱桥的压力？,m,

2、a.对于汽车，受到哪几个力的作用？画出力的方向并用相应的字母表示出来 b.汽车做圆周运动的圆心在什么方向？ c.哪些力提供为汽车做圆周运动的向心力？ 合力指向哪里？,（2）当汽车的速度v=_时，汽车对桥的压力为0，汽车属于_ （超重，失重）现象。当v= 时，汽车做什么运动？,1.质量为m的汽车，求汽车以速度v过半径为r 的拱桥最高点时对拱桥的压力？,【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。,当 时汽车对桥的压力为零。,飞离桥面做平抛运动！,由于加速度竖直向下，属失重现象。,m,由牛顿第三定律得汽车对拱桥的压力,当= 时，汽车做什么运动

3、？,2.质量为m的汽车，汽车以速度v过半径为r的凹形桥 （1）最低点时对桥面的压力？,a.对于汽车，受到哪几个力的作用？画出力的方向并用相应 的字母表达出来 b.汽车做圆周运动的圆心在什么方向？ c.哪些力提供为汽车做圆周运动的向心力？合力指向哪里？,v,m,（2）当汽车的速度v越大时，对桥的压力_， 桥属于_（超重，失重）现象。,2.质量为m的汽车，汽车以速度v过半径为r的凹形桥最低点时对桥面的压力？,【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V越大，对桥的压力越大。 由于加速度的方向竖直向上，属超重现象。,m,由牛顿第三定律得汽车对拱桥的压力,生活中的

4、圆周运动,汽车过桥问题小结：列出桥对小车支持力的表达式,讨论：现实生活中，拱形桥多还是凹形桥多？ 同学们结合我们这节课所学的内容分析下原因。,（单选）例1.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图所示,由于轮胎太旧,途中容易爆胎,爆胎可能性最大的地段应是( ) A. a处 B. b处 C. c处 D. d处,生活中的圆周运动,D,当堂练习,一水桶内盛水0.4kg，用 50cm 的绳子系住桶， 并使它在竖直平面内做圆周运动。如果通过最高点的速度 为 9m/s，（ ） （1）求最高点桶底对水的压力是多少？ （2）水恰能过最高点时的最小速度是多少？ 这时水的 受力情况是怎样的？,a.对于水，受到哪几个力的

5、作用？画出 力的方向并用相应的字母表示出来 b.水做圆周运动的圆心在什么方向？ c.哪些力提供为水做圆周运动的向心力？ 合力指向哪里？,一水桶内盛水0.4kg，用 50cm 的绳子系住桶，并使它在竖直平面内做圆周运动。如果通过最高点的速度为 9m/s，（ ） （1）求最高点桶底对水的压力是多少？ （2）水恰能过最高点时的最小速度是多少？这时水的受力情况是怎样的？,(1)对于水在最高点，牛顿第二定律,F,G,(2)水恰能过最高点时，水自身的重力提高为向心力,牛顿第二定律,处理圆周运动问题的基本思路：,1）找到圆周运动的圆平面，确定圆心找到半径,2）确定研究对象，并对研究对象受力分析，找到向心力的

6、来源；,3）利用向心力公式Fn=man列方程求解,实质是牛顿第二定律在圆周运动中的应用只不过这里的加速度是向心加速度。,课堂小结,拱形桥1. 汽车过拱形桥时,对桥面的压力与重力比较 2.无支撑物体的模型做圆周运动过最高点的临界速度,（多选）如图687所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( ),A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力 C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D.汽车对桥面的压力大于汽车的重力,BC,如图所示，一质量为m的小球，用长为L细绳系住，使其

7、在竖直面内作圆周运动。若小球恰好能通过最高点，则小球的受力情况如何？小球在最高点的速度为多少？,a.对于小球恰好能过最高点，受到哪几个力的作用？画出力的方向并用相应的字母表达出来 b.小球做圆周运动的圆心在什么方向？ c.哪些力提供为小球做圆周运动恰好过最高点需要的 向心力？合力指向哪里？,如图所示，一质量为m的小球，用长为L细绳系住，使其在竖直面内作圆周运动。若小球恰好能通过最高点，则小球的受力情况如何？小球在最高点的速度为多少？,mg,解：小球恰能过最高点，自身重力 提供为向心力，牛顿第二定律：,如图所示，一质量为m的小球，在半径为R 光滑轨道上，使其在竖直面内作圆周运动。若小球恰好能通过最高点，这时小球的受力情况如何？小球在最高点的速度为多少？,.,如图所示，一质量为m的小球，在半径为R 光滑轨道上，使其在竖直面内作圆周运动。若小球恰好能通过最高点，这时小球的受力情况如何？小球在最高点的速度为多少？,.,解：对于小球，恰好能过最高点，自身 重力提供为向心力，牛顿第二定律：,mg,（单选）汽车在水