向心力及其应用.ppt

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1、向心力及其应用向心力及其应用问题问题1如图，小物体如图，小物体m与圆盘保持相对静止，与圆盘保持相对静止，随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力随盘一起做匀速圆周运动，则物体的受力情况是情况是()A受重力、支持力、静摩擦力和向心力，共受重力、支持力、静摩擦力和向心力，共 四个力四个力B受重力、支持力、静摩擦力，共三个力受重力、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，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，共四个力沿切线方向的静摩擦力，共四个力一、向心力的来源一、向心力的来源1向心力是根据力的作用效果命名的，

2、可以是重力、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，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。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。受力分析时不要把向心力当作一个独立的力。思考思考1：在下列实例中，是在下列实例中，是“谁谁”提提供了它们做圆周运动的向心力？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细线拴一小球，在光滑的水平桌面内做圆周运动 细线的拉力细线的拉力 2.人造地球卫星绕地球做运动圆周运动人造地球卫星绕地球做运动圆周运动万有引力万有引力3.垂直进入磁场的带电

3、粒子，在磁场中做垂直进入磁场的带电粒子，在磁场中做匀速圆周运动匀速圆周运动洛伦兹力洛伦兹力4.圆锥摆：圆锥摆：重力和拉力的合力重力和拉力的合力拉力在水平面内的分力拉力在水平面内的分力？5.在水平面内转弯的汽车在水平面内转弯的汽车静摩擦力静摩擦力问题问题2质量为质量为m的汽车沿半径为的汽车沿半径为R的圆的圆跑道匀速行驶，设跑道的路面是水平跑道匀速行驶，设跑道的路面是水平的，路面作用于车的最大静摩擦力是的，路面作用于车的最大静摩擦力是车重的车重的K倍，要使汽车不至于冲出圆跑倍，要使汽车不至于冲出圆跑道，车速最大不能超过多少？道，车速最大不能超过多少？离心运动离心运动思考思考2：如果如果 ,则汽车将

4、会则汽车将会如何运动？如何运动？如果你是设计师，你将如何设计如果你是设计师，你将如何设计转弯处的公路呢？并说出理由。转弯处的公路呢？并说出理由。试问：试问：如果你是驾驶员，转弯的时如果你是驾驶员，转弯的时候，你将如何操作？候，你将如何操作？问题问题3如图所示，水平转盘上放有质量为如图所示，水平转盘上放有质量为m的物的物块，当物块到转轴的距离为块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直，（绳上的张力为零）。物块轴的绳刚好被拉直，（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和转盘间最大静摩擦力是其正压力的倍。求：倍。求：（1）当转盘的角速度为）当转盘的角

5、速度为 时，细绳的拉力时，细绳的拉力T1（2）当转盘的角速度为）当转盘的角速度为 时，细绳的拉力时，细绳的拉力T2 思考思考3如图所示，质量分别为如图所示，质量分别为M和和m的物块（可的物块（可视为质点）系在长为视为质点）系在长为r的两端，放水平转盘上，的两端，放水平转盘上，M放在转动轴处，放在转动轴处，M、m间连线正好沿半径方向被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静摩擦力是其正压力的倍。求：倍。求：（1）若使）若使M相对盘无滑动趋势，转盘的角速度最大相对盘无滑动趋势，转盘的角速度最大值是多少？值是多少

6、？（2）若使）若使M、m与转盘间无相对滑动，转盘的角速与转盘间无相对滑动，转盘的角速度最大值又是多少？度最大值又是多少？Mm问题问题4如图所示的是杂技演员表演的如图所示的是杂技演员表演的“水流星水流星”。一。一根细长绳的一端，系着一个盛了水的容器。以绳的根细长绳的一端，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另一端为圆心，使容器在竖直平面内做半径为R的圆的圆周运动。周运动。N为圆周的最高点，为圆周的最高点，M为圆周的最低点。若为圆周的最低点。若“水流星水流星”通过最低点时的速度通过最低点时的速度 。则下列。则下列判断正确的是（判断正确的是（）A“水流星水流星”到最高

7、点时的速度为零到最高点时的速度为零B“水流星水流星”通过最高点时，绳对容器有向下拉力通过最高点时，绳对容器有向下拉力C“水流星水流星”通过最高点时，水对容器底没有压力通过最高点时，水对容器底没有压力D“水流星水流星”通过最高点时，有水从容器中流出通过最高点时，有水从容器中流出三、竖直面内圆周运动的临界问题三、竖直面内圆周运动的临界问题（1）轻绳类）轻绳类 则小球通过最高点时速度应满足：则小球通过最高点时速度应满足：。思考思考4若用细线拴一质量为若用细线拴一质量为m,带电量为带电量为+q的小球，在场强为的小球，在场强为E，方向竖直向下的电场，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

8、中做完整的圆周运动，则小球在最低点的速度至少为多少？速度至少为多少？(绳长为绳长为L）拓展拓展：若小球带电量为若小球带电量为-q，为使能，为使能做完整的圆周运动，在最低点速做完整的圆周运动，在最低点速度又要满足什么条件呢？度又要满足什么条件呢？问题问题5.如图，细杆的一端与一小球相连，可如图，细杆的一端与一小球相连，可绕过绕过O点的水平轴自由转动现给小球一初速点的水平轴自由转动现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中度，使它做圆周运动，图中a、b分别表示分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是（作用力可能是（）Aa处为拉力，处为拉力，b处为拉力

9、处为拉力Ba处为拉力，处为拉力，b处为推力处为推力Ca处为推力，处为推力，b处为拉力处为拉力Da处为推力，处为推力，b处为推力处为推力(2)轻杆类轻杆类如图，现使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，则如图，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小球通过最高点时速度应满足:。当小球通过最高点的速度当小球通过最高点的速度 时，杆对小球作时，杆对小球作用力为用力为 ；当小球通过最高点的速度当小球通过最高点的速度 时时,杆对小球作用杆对小球作用力为力为 ；当小球通过最高点的速度当小球通过最高点的速度 时时,杆对小球作用杆对小球作用力为力为 。V0向上的支持力向上的支持力零零向

10、下的拉力向下的拉力类类别别最低点最低点通通过过最最高点的高点的条件条件具体分析具体分析类似情况类似情况轻轻绳绳类类轻轻杆杆类类轻绳和轻杆的比较轻绳和轻杆的比较问题问题6.长度为长度为L=0.5m的轻杆的轻杆OA，A端有一质端有一质量为量为m=3.0Kg的小球的小球,如图所示如图所示,小球以小球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动点为圆心在竖直平面内做圆周运动,通过最通过最高点时小球的速率是高点时小球的速率是2.0m/s,g取取10m/s2,求求此时细杆此时细杆OA受到的作用力的力大小和方向受到的作用力的力大小和方向.总总 结结 圆周运动解题一般步骤：圆周运动解题一般步骤：（1 1）确定研究对象在哪个平面做圆周运动）确定研究对象在哪个平面做圆周运动,找圆心、确定半径；找圆心、确定半径；（2 2）受力分析，找其向心力来源；）受力分析，找其向心力来源；（3 3）根据向心力公式列方程求解。）根据向心力公式列方程求解。谢 谢！