匀速圆周运动实例分析向心力的来源课件.pptx

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1、能根据海鸥的飞行姿态判断出它正在做怎样的运动吗？能根据海鸥的飞行姿态判断出它正在做怎样的运动吗？三 圆周运动实例分析-向心力的来源北京177中学 吕宝宏O 讨论：水平面上绕自身轴匀速旋转的圆盘上放置一讨论：水平面上绕自身轴匀速旋转的圆盘上放置一木块木块，木，木块相对圆盘静止，试分析木块的向心力。块相对圆盘静止，试分析木块的向心力。木块受力：木块受力：竖直向下的重力竖直向下的重力 G竖直向上的支持力竖直向上的支持力 N水平方向指向圆心的摩擦力水平方向指向圆心的摩擦力 f木块做圆周运动所需向心力：木块做圆周运动所需向心力：f由圆盘对木块的静摩擦力由圆盘对木块的静摩擦力 f 提供提供GN一、物体在水

2、平面内的圆周运动一、物体在水平面内的圆周运动例、小球做例、小球做圆锥摆圆锥摆时细绳长时细绳长L，与竖直方向成，与竖直方向成角，求角，求小球做匀速圆周运动的角速度小球做匀速圆周运动的角速度。OOmgT小球受力：小球受力：竖直向下的重力竖直向下的重力G沿绳方向的拉力沿绳方向的拉力T小球的向心力：小球的向心力：由由T和和G的合力提供的合力提供解：解：LtanmgFF向心小球做圆周运动的半径小球做圆周运动的半径sinLR 由牛顿第二定律：由牛顿第二定律：RmmaF2sintan2Lmmg即：即：cosLgF问题问题1：汽车通过拱形桥时的运动可以看做圆周运动，质量为汽车通过拱形桥时的运动可以看做圆周运动

3、，质量为m的汽车以速度的汽车以速度v通过拱形桥最高点时，若桥面的圆弧半径为通过拱形桥最高点时，若桥面的圆弧半径为R，则此时汽车对拱桥的压力为多大？，则此时汽车对拱桥的压力为多大？二物体在竖直面内做圆周运动二物体在竖直面内做圆周运动求汽车以速度v过半径为R的拱桥时对拱桥的压力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：2vGNmr2vNGmrNv（ 1 ）由牛顿第三定律可知汽车对桥的压力N= NG线系小球在竖直面做圆周运动处理匀速圆周运动问题的一般步处理匀速圆周运动问题的一般步骤骤（1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径；）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径；（2）进行受力

4、分析，画出受力分析图）进行受力分析，画出受力分析图;（3）求出在半径方向的合力，即向心力；）求出在半径方向的合力，即向心力；（4）用牛顿第二定律）用牛顿第二定律 结合结合 匀速圆周运的特点列方程求解。匀速圆周运的特点列方程求解。rvmmaF2合弊端分析弊端分析火车火车水平转弯水平转弯时情况时情况分析分析 内外轨道内外轨道 一样高一样高FF向心力的来源由外侧轨道对由外侧轨道对车轮轮缘的车轮轮缘的挤挤压力压力F提供提供车轮介绍车轮介绍2vFFFmr向合外轨略高于内外轨略高于内轨轨火车受力火车受力垂直轨道面的支持垂直轨道面的支持力力 NN火车的向心力来源火车的向心力来源由由G和和N的合力的合力提供提

5、供h竖直向下的重力竖直向下的重力 GGFtanFFmg向心力合FF合向tanhL例题例题如图示如图示 知知 h , L,转弯半径转弯半径R,车轮对内外轨都无压力车轮对内外轨都无压力,质量为质量为m的火车运行的速率应该多大的火车运行的速率应该多大?tan/vgRgRh LNhFrvmF2向tanmgF 合火车转弯应以规定速度行驶火车转弯应以规定速度行驶火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定 当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时， 当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时，GNN火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定时时GNN 外轨对轮缘有向内侧的压力外轨对轮缘有向内侧的压力；内轨对轮缘有向外侧的压力。内轨对轮缘有向外侧的压力。2tanvFmFmgR向心力合