福建省莆田八中高一物理匀速圆周运动实例分析.pptVIP

例2：以长为1m的细绳悬挂一盛水的小桶，桶中盛水2kg，手拿细绳另一端使小桶在竖直平面内做圆周运动，小桶在最高点的线速度最小为多少时，水才不会流出来？ 解：对小桶中的水进行受力分析：水受到两个力的作用：重力和桶底对水的支持力 当FN =0时，υ最小 图片 G FN 小结 2.在细绳带动下，物体在竖直平面的圆周运动。要能到达最高点则必须 1.在竖直平面内，物体不一定是匀速圆周运 动，如荡秋千等。 这类问题，会告诉在某一点的瞬时速度，一般为最高点或最低点。此时，可以用向心力公式求解。 一个长为L的轻质细杆一端有一质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动。 细杆带动下小球在竖直面做圆周运动 v L m mg F拉 F向 v 速率为v，细杆对小球的作用力大小 在最低点 （1）小球的速度为v，那么细杆对小球的作用力可以为零吗？ v 在最高点 mg 此时小球只受到向下的重力 （2）若在最高点时，小球的速率为v，那么细杆对小球的作用力可以向上吗？ v mg FN 在最高点 F向 （3）小球的速度为v，那么细杆对小球的作用力可以向下吗？ v mg 在最高点 FN 小结 1.在竖直平面内做圆周运动不一定是匀速圆周运动。当然到达最高点时必须有最小速度。v≥(gr)1/2 2.在最高点时，细杆可一是拉力也可以是支持力。这一点和细绳不同，细绳只能是拉力。 注意细绳和细杆的区别哦！ 思考与讨论 v 圆管和细杆相比较 圆管和细绳相比较 圆管和细杆可归为一类 圆锥摆 G FT r 质量为m的小球用长为L的细线连接着，使小球在水平面内作匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为θ ，试求其角速度的大小？ 对小球而言，只受两个力：重力和细线拉力。半径 r=Lsinθ 小结 1、分析向心力来源 2、运用向心力公式解题的步骤 火车转弯问题 汽车过拱桥 3、实例分析: 圆锥摆 杂技“水流星” 作业 P80(6) 第三节 匀速圆周运动的实例分析 复习思考题： 1.向心力的求解公式有哪几个？ 2.向心力的来源有哪些？ 向心力公式： 说明 不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。 来源 任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力 关于向心力 解圆周运动问题的基本步骤 1.确定研究对象。 2.确定作圆周运动的轨道平面、圆心位置 和半径。 3. 受力分析画出受力示意图。 4.运用平行四边形定则或正交分解法求出向心力F。 5.根据向心力公式，选择适合形式列方程 求解 火车转弯时，我们说它做圆周运动，是什么力提供火车的向心力呢？ 火车转弯 火车转弯.flv c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。 1、内外轨道一样高时 G FN F a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。 b：外轨对轮缘的弹力F提供向心力。 2、外轨略高于内轨时 ( θ( θ L H θ( θ L H 设车轨间距为L，两轨间高度差为H，转弯半径为R，质量为M的火车运行。 对火车受力情况分析：重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无压力 θ( θ L H 又∵F=mv2/r 所以 实际中，铁轨修好后H、R、L定，又g给定值，所以火车拐弯时的车速为一定值。 ∴v= 实际中，铁轨修好以后h、R、L确定，g又为定值，所以火车转弯时的车速为一定值。 1、当火车行驶速率 v= 时，F合=F向，内外轨道对轮缘没有侧压力 2、当火车行驶速率v 时，F合F向，外轨道对轮缘有侧压力 3、当火车行驶速率 v 时，F合F向， 内轨道对轮缘有侧压力 思考题: 自行车转弯，稍一倾斜 就过去了，摩托车转弯倾斜度要大一些。摩托赛车时转弯，倾斜度更大，几乎倒在地上。 提问：谁给人提供向心力？倾斜度与向心力有关吗？有何关系？ 摩托转弯速度太快有很大的危害 为了大家的生命安全， 请禁止飙车！ 飞机转弯 汽车过拱桥 FN ∵ F合=G － FＮ F向=mv2/r F合= F向 ∴ G － FＮ= mv2/r FＮ=G － mv2/r 汽车过凸形桥 FＮ＜G 根据上面的分析可以看出： 汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。 当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？ 试分析 当v增大时，F压减小； 当 时，F压=0； 当 时，汽车将脱离桥面，发生危险。 根据牛顿第三定律：F压=FN 思考与讨论 请你根据上面分析