向心力及其应用.ppt

问题1．如图，小物体m与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是( ) A．受重力、支持力、静摩擦力和向心力，共 四个力 B．受重力、支持力、静摩擦力，共三个力 C．摩擦力的方向始终指向圆心 D．受重力、支持力、指向圆心的静摩擦力，沿切线方向的静摩擦力，共四个力 一、向心力的来源 1．向心力是根据力的作用效果命名的，可以是重力、弹力、摩擦力等各种力，也可以是某个力的分力，或几个力的合力所提供。 2．受力分析时不要把向心力当作一个独立的力。 思考1：在下列实例中，是“谁”提供了它们做圆周运动的向心力？ 1.细线拴一小球，在光滑的水平桌面内做圆周运动 4.圆锥摆： 问题2．质量为m的汽车沿半径为R的圆跑道匀速行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于车的最大静摩擦力是车重的K倍，要使汽车不至于冲出圆跑道，车速最大不能超过多少？ 离心运动 思考2：如果 ,则汽车将会如何运动？ 如果你是设计师，你将如何设计转弯处的公路呢？并说出理由。 问题3．如图所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直，（绳上的张力为零）。物块和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ倍。求： （1）当转盘的角速度为 时，细绳的拉力T1 （2）当转盘的角速度为 时，细绳的拉力T2 思考3．如图所示，质量分别为M和m的物块（可视为质点）系在长为r的两端，放水平转盘上，M放在转动轴处，M、m间连线正好沿半径方向被拉直，（绳上的张力为零）。物块和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ倍。求： （1）若使M相对盘无滑动趋势，转盘的角速度最大值是多少？ （2）若使M、m与转盘间无相对滑动，转盘的角速度最大值又是多少？ 问题4．如图所示的是杂技演员表演的“水流星”。一根细长绳的一端，系着一个盛了水的容器。以绳的另一端为圆心，使容器在竖直平面内做半径为R的圆周运动。N为圆周的最高点，M为圆周的最低点。若“水流星”通过最低点时的速度 。则下列判断正确的是（　 ） A．“水流星”到最高点时的速度为零 B．“水流星”通过最高点时，绳对容器有向下拉力 C．“水流星”通过最高点时，水对容器底没有压力 D．“水流星”通过最高点时，有水从容器中流出 三、竖直面内圆周运动的临界问题 （1）轻绳类 思考4．若用细线拴一质量为m,带电量为+q的小球，在场强为E，方向竖直向下的电场中做完整的圆周运动，则小球在最低点的速度至少为多少？(绳长为L） 拓展：若小球带电量为-q，为使能做完整的圆周运动，在最低点速度又要满足什么条件呢？ 问题5.如图，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中a 、b分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是（ ） A．a处为拉力，b处为拉力 B．a处为拉力，b处为推力 C．a处为推力，b处为拉力 D．a处为推力，b处为推力 (2)轻杆类 问题6.长度为L=0.5m的轻杆OA，A端有一质量为m=3.0Kg的小球,如图所示,小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最高点时小球的速率是2.0m/s,g取10m/s2,求此时细杆OA受到的作用力的力大小和方向. 总 结 圆周运动解题一般步骤： （1）确定研究对象在哪个平面做圆周运动,找圆心、确定半径； （2）受力分析，找其向心力来源； （3）根据向心力公式列方程求解。 谢 谢！ * 江苏省东海高级中学 桑兆飞 向心力及其应用 －－－细线的拉力 2.人造地球卫星绕地球做运动圆周运动 －－－万有引力 3.垂直进入磁场的带电粒子，在磁场中做匀速圆周运动 －－－洛伦兹力 －－－重力和拉力的合力 －－－拉力在水平面内的分力 ？ 5.在水平面内转弯的汽车 －－－静摩擦力 试问： 如果你是驾驶员，转弯的时候，你将如何操作？ ω M m 则小球通过最高点时速度应满足： 。 如图，现使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，则小球通过最高点时速度应满足: 。 ①当小球通过最高点的速度 时，杆对小球作用力为 ； ②当小球通过最高点的速度 时,杆对小球作用力为 ； ③当小球通过最高点的速度 时,杆对小球作用力为 。 V0 向上的支持力 零 向下的拉力 轻 杆 类 轻 绳 类 类似情况 具体分析 通过最高点的条件 最低