向心力专题计算课件.ppt

向心力专题计算(2)1、平面上的匀速圆周运动2、斜面上的匀速圆周运动3、竖直方向的匀速圆周运动1、凹凸面的压力计算（1）拱形桥的压力计算当是 时，汽车将飞离地面.(平抛）当时汽车对桥的压力为零。（临界速度）（1）拱形桥的压力计算思考:汽车速度不断增大时，会发生什么现象?mgNF向可见在路况一定时，汽车的速度越大桥对汽车的支持力就越小。由牛顿第三定律N=N可知，汽车对桥面的压力也就越小。如下图所示：汽车的质量为m,速度大小是v,桥面半径是r,求汽车行驶时对桥面的压力是多少 汽车在最低点的速度越大，对路面的的压力越大，产生的负作用是：汽车易爆胎；汽车受到的摩擦力更大；路面的的负担大，越容易损坏。mgF向N（2）凹形路面的压力计算可见在路况一定时，汽车的速度越大，路面对汽车的支持力就越大。由牛顿第三定律N=N可知，汽车对路面的压力也就越大。如下图所示：汽车的质量为m,速度大小是v,桥面半径是r,求汽车行驶时对桥面的压力是多少mgF向NmgNF向NmgN=mg Nmg（3）三种路面受汽车压力情况比较及时应用：一辆卡车在丘陵地匀速率行驶，地形如图所示,由于轮胎太旧，途中爆胎可能性最大的地段应是()A.a处B.b处C.c处D.d处abcdD等重 失重 超重例题 例题:质量为1000kg的汽车以5m/s的速度驶过半径为10m的凸形路面最高点时，对路面的压力是多大？汽车允许通过的最大速度是多少？解：如图所示 解：如图所示NNGvv根据牛顿 根据牛顿第三定律 第三定律可知汽车对地面的 可知汽车对地面的压力 压力为 为7.5 7.5 10 103 3N N当汽车对桥的压力为零时允许通过的速度是最大速度（即临界速度）F合（2 2）（1 1）1、汽车驶过凸形拱桥顶点时对桥的压力为F1，汽车静止在桥顶时对桥的压力为F2，那么F1和F2比较（）A、F1F2B、F1=F2C、F1F2D、都有可能C练习1：2 2、质量为、质量为1.5 1.5 10 104 4kg kg的汽车，以不变的速率驶过凹形路面，路面的半径为 的汽车，以不变的速率驶过凹形路面，路面的半径为15m 15m，如果路面所能承受的压力不得超过 如果路面所能承受的压力不得超过2 2 10 105 5N,N,汽车允许的最大速率为多少？汽车允许的最大速率为多少？（g g取 取10m/s 10m/s2 2)解 解:汽车受力如图，汽车受力如图，当汽车对地面的压力为 当汽车对地面的压力为 10 105 5N N时，速率最大：时，速率最大：NGvv2、小球竖直面内圆周运动的速度和压力计算TmgTmg过最高点的最小速度是多大?O（11）用绳系着小球在竖直平面内做）用绳系着小球在竖直平面内做变变速圆速圆周运动绳子在最高点和最低点时的拉力。周运动绳子在最高点和最低点时的拉力。（2）小球沿竖直光滑圆形轨道内侧运动BACmgNmgNA（22）小球沿竖直光滑圆形）小球沿竖直光滑圆形轨道轨道内侧运动最高点和最低点的有关计算内侧运动最高点和最低点的有关计算（2 2）（1 1）补充：水流星表演补充：水流星表演 例题：绳系着装有水的小木桶，在竖直平面内作圆周运动，水 例题：绳系着装有水的小木桶，在竖直平面内作圆周运动，水的质量 的质量m m.5kg,.5kg,绳长 绳长60cm 60cm，求 求（）桶在最高点而使水不流出的最小速率（）桶在最高点而使水不流出的最小速率（）水在最高点速率（）水在最高点速率m/s m/s时，水对桶底的压力 时，水对桶底的压力解 解:（1 1）当木桶在最高点的速率最小，即向心力只由重力提供，）当木桶在最高点的速率最小，即向心力只由重力提供，（2 2）当水在最高点速率）当水在最高点速率V=3m/s V=3m/s时，水对桶底的压力为 时，水对桶底的压力为N N，桶底对水的支持力为 桶底对水的支持力为N,N,由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：由牛顿第三定律可得到水对桶底的压力为 由牛顿第三定律可得到水对桶底的压力为2.5N 2.5NO ON N mg mgmg mgN N2 2v v1 1v v2 21.汽车质量为1000kg,拱形桥的半径为10m，(g=10m/s2)则（1）当汽车以5m/s的速度通过桥面最高点时，对桥的压力是多大？（2）如果以10m/s的速度通过桥面最高点时，对桥的压力又是多大呢？解：汽车受力分析如图所示,分析可得F向=mg-N，即：NG课后练习：根据牛顿第三定律可得到车对桥面的压力为 根据牛顿第三定律可得到车对桥面的压力为 小结1、汽车过凸形桥、凹形桥时在最高点和最低点时的受力分析2、小球（线拉型和轨道型）在最高点和最低点时的受力分析3、汽车或小球到达最高点的临界条件