68生活中的圆周运动.ppt
例一、质量为例一、质量为800kg的小汽车驶过一座半的小汽车驶过一座半径为径为50m的圆形拱桥的圆形拱桥,到达桥顶时的速度到达桥顶时的速度为为5m/s,求此时汽车对桥的压力求此时汽车对桥的压力?例二例二.重重25kg的小孩坐在秋千板上的小孩坐在秋千板上,秋千秋千板离拴绳字的横梁板离拴绳字的横梁2.5m.如果秋千板摆动经过如果秋千板摆动经过最底位置时的速度是最底位置时的速度是3m/s,这时秋千板所受的这时秋千板所受的压力是多大压力是多大?汽车过凹形桥，速度为汽车过凹形桥，速度为10m/s时通时通过凹形桥最底点，对桥的压力为车过凹形桥最底点，对桥的压力为车重的重的2倍，则圆弧桥面的半径为多倍，则圆弧桥面的半径为多少？少？如图，质量为如图，质量为m的小球在竖直平面内的光滑远轨道的小球在竖直平面内的光滑远轨道上做圆周运动。圆半径上做圆周运动。圆半径R，小球经过圆环最高点时，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环，则其通过最高点时（刚好不脱离圆环，则其通过最高点时（）RA.小球对圆环的压力大小等小球对圆环的压力大小等于于mgB.小球受到的向心力等于重小球受到的向心力等于重力力mgC.小球的线速度大小等于小球的线速度大小等于D.小球的向心加速度大小等小球的向心加速度大小等于于gBCD例、长为例、长为0.6m0.6m的轻杆的轻杆OA(OA(不计质量不计质量),A),A端插端插个质量为个质量为2.0kg2.0kg的物体的物体,在竖直平面内绕在竖直平面内绕O O点点做圆周运动做圆周运动,当球达到最高点的速度分别为当球达到最高点的速度分别为3m/s,3m/s,m/s,2m/sm/s,2m/s时时,求杆对球的作用力各求杆对球的作用力各为多少为多少?巩固应用巩固应用O O O OA A A A在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？这几个力的关系如何？GNFf一一.铁路的弯道铁路的弯道那火车转弯时情况会有何不同呢？转弯与直进有何那火车转弯时情况会有何不同呢？转弯与直进有何不同？画出受力示意图，并结合运动情况分析各力不同？画出受力示意图，并结合运动情况分析各力的关系。的关系。F F向向转弯时火车转弯时火车的速度方向的速度方向在不断变化在不断变化火车转弯时是如何获得向心力的？火车转弯时是如何获得向心力的？由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的由铁轨外轨的轮缘和铁轨之间互相挤压而产生的弹力提供。弹力提供。后果会怎样？后果会怎样？铁轨容易损坏，轨缘也容易铁轨容易损坏，轨缘也容易损坏损坏实际的铁路上为什么转弯处的半径和火车运行速实际的铁路上为什么转弯处的半径和火车运行速度度有条件限制有条件限制？应该如何解决这一实际问题？应该如何解决这一实际问题？F合合=mgtan =mv2/r二二.拱形桥拱形桥mR质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力。F合合=mg-FN=mv2/r FN=mg-mv2/r可见，汽车对桥的压力可见，汽车对桥的压力F FN N小于汽车的重力小于汽车的重力mgmg，并，并且压力随汽车速度的增大而减少。且压力随汽车速度的增大而减少。当汽车对桥的压力刚好减为零时，汽车的速度有多大，当汽车的速度大于这个速度是，会发生什么现象？分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些。mRF合合=FN-mg=mv2/r FN=mg+mv2/r看看P58的思考与讨论的思考与讨论假设宇宙飞船质量为假设宇宙飞船质量为M M，它在地球表面附近，它在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径近似等于地球半径于地球半径R R，航天员质量为，航天员质量为m m，宇宙飞船和，宇宙飞船和航天员受到的地球引力近似等于他们在地面航天员受到的地球引力近似等于他们在地面上的重力，试求座舱对宇航员的支持力。此上的重力，试求座舱对宇航员的支持力。此时飞船的速度多大？通过求解，你可以得出时飞船的速度多大？通过求解，你可以得出什么结论？什么结论？三三.航天器中的失重现象航天器中的失重现象四四.离心运动离心运动做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎做圆周运动的物体一旦失去向心力的作用，它会怎样运动呢？如果物体受的合力不足以提供向心力，样运动呢？如果物体受的合力不足以提供向心力，它会怎样运动呢？发表你的见解并说明原因。它会怎样运动呢？发表你的见解并说明原因。若若Fmrw2，物体做什么运动？，物体做什么运动？几种常见情景的向心力分析：几种常见情景的向心力分析：荡秋千时的向心力荡秋千时的向心力荡秋千时的向心力荡秋千时的向心力F F合合合合=F FN N-mgmg=mvmv2 2/r rF FN N=mgmg+mvmv2 2/r r“过山车过山车过山车过山车”中的向心力中的向心力中的向心力中的向心力F合合=mg+FN=mv2/r汽车转弯时的向心力汽车转弯时的向心力汽车转弯时的向心力汽车转弯时的向心力F合合=f静静=mv2/rF合合=mgtan=mv2/r飞机在水平面内盘旋飞机在水平面内盘旋OmOlm竖直方向：竖直方向：FT cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2l sin竖直方向：竖直方向：F升升 cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2rOrFTmgF合合mgF合合F升升OORmm竖直方向：竖直方向：FN cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2rOr竖直方向：竖直方向：FN cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2 R sinmgFNF合合mgFNF合合OmgFN物体相对转盘静止，物体相对转盘静止，随盘做匀速圆周运动随盘做匀速圆周运动rF静静竖直方向：竖直方向：FNmg水平方向：水平方向：F合合=F静静=m2rF静静vABFa回顾：回顾：A、B一起向左加一起向左加速，分析速，分析A的受力情况。的受力情况。F静静v谁充当向谁充当向心力？心力？静摩擦力静摩擦力指向圆心指向圆心转盘上的向心力转盘上的向心力（1 1）明确对象。）明确对象。）明确对象。）明确对象。确定它在哪个平面内做圆周运动，找确定它在哪个平面内做圆周运动，找确定它在哪个平面内做圆周运动，找确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径到圆心和半径到圆心和半径到圆心和半径 r r。（2 2）受力分析。）受力分析。）受力分析。）受力分析。确定研究对象在某个位置所处的状态，确定研究对象在某个位置所处的状态，确定研究对象在某个位置所处的状态，确定研究对象在某个位置所处的状态，进行受力分析，分析哪些力提供了向心力。进行受力分析，分析哪些力提供了向心力。进行受力分析，分析哪些力提供了向心力。进行受力分析，分析哪些力提供了向心力。（3 3）列方程。）列方程。）列方程。）列方程。取指向圆心方向为正方向，根据向心力取指向圆心方向为正方向，根据向心力取指向圆心方向为正方向，根据向心力取指向圆心方向为正方向，根据向心力公式列出方程。公式列出方程。公式列出方程。公式列出方程。注意：对于匀速圆周运动，注意：对于匀速圆周运动，注意：对于匀速圆周运动，注意：对于匀速圆周运动，F F向向向向就是物体所受的合外力就是物体所受的合外力就是物体所受的合外力就是物体所受的合外力F F合合合合(4(4）解方程。）解方程。）解方程。）解方程。对结果进行必要的讨论。对结果进行必要的讨论。对结果进行必要的讨论。对结果进行必要的讨论。
