生活中的圓周運動好

1、高一物理組 2011、3、15,必修2第五章第6節(jié),學習基礎,物體要受到指向圓心的向心力 向心力的特點 方向：總是指向圓心 大?。?最重要,圓錐擺,轉盤,滾筒,經(jīng)典模型,優(yōu)化學習P23、24,汽車轉彎,提供向心力,受力分析,Ff,Ff,飛機轉彎:模擬與感受,G,N,Fn,G,N,Fn,自行車轉彎,火車軌道的特殊性,水平彎道,弊端分析：,火車質量太大，靠這種辦法得到向心力，輪緣與外軌間的相互作用力太大，鐵軌和車輪極易受損。,向心力的來源,由外側軌道對車輪輪 緣的擠壓力F提供,F=,研究與討論,1、請設計一個方案讓火車沿軌道安全通過彎道？,實際火車與軌道設計中， 利用輪緣可增加小部分的向心力； 墊

2、高外軌可增加較多的向心力。,2、最佳方案,火車轉彎時，外軌 道應該適當墊高.目的使火車通過彎道時僅受重力與軌道的支持力，即向心力完全由重力與支持力的合力提供。,求這個速度。,研究與討論,3、若火車速度與設計速度不同會怎樣？,速度過大時 (2)過小時,實例分析二:汽車過拱橋,豎直面內的圓周運動,黃石長江大橋,思考題:,為什么生活中的橋大部分是,凸形橋,而不是,凹形橋,呢?,凸橋 PK 凹橋,思考與討論,如果我們以凸形橋為例的話, 假如車的速度特別大的話, 車將會怎樣呢?,思考與討論： 地球可以看做一個巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會不會出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時，地面對車的支持

3、力是零？這時駕駛員與座椅之間的壓力是多少？,F=m,Fm,Fm,F=0,“供”“需”是否平衡決定物體做何種運動,離心運動,學法指導：向心力公式的再理解,拓展部分,豎直平面內的圓周運動 1、桿模型 2、繩模型 3、軌道模型 4、連接體問題 5、臨界問題,學習基礎：研究圓周運動的要點,從“供”“需”兩方面來進行研究 “供”分析物體受力，求沿半徑方向的合外力 “需”確定物體軌道，定圓心、找半徑、用公式，求出所需向心力 “供”“需”平衡做圓周運動 “供”“需”不平衡做離心運動或向心運動,引入：桿長為L，球的質量為m，桿連球在豎直平面內繞軸O自由轉動，已知在最高點處，桿對球的彈力大小為F=1/2mg，求

4、這時小球的即時速度大小。,解：小球所需向心力向下，本題中 F=1/2mgmg， 所以彈力的方向可能向上，也可能向下。,若F 向上，則,若F 向下，則,？,v,桿兒模型：,能過最高點的臨界條件：,當速度V 時, 桿兒對小球是拉力. 當速度V 時, 桿兒對小球是支持力. 當速度V= 時, 桿兒對小球無作用力.,mg,FN,F,例6、如圖所示，質量為m的小球在豎直平面內的光滑圓軌道上做圓周運動圓半徑為R，小球經(jīng)過圓環(huán)最高點時剛好不脫離圓軌則其通過最高點時（ ）,A小球對圓環(huán)的壓力大小等于mg,B小球受到的向心力等于重力,C小球的線速度大小等于,D小球的向心加速度大小等于g,BCD,例7、如圖所示，質

5、量可以不計的細桿的一端固定著一個質量為m的小球，另一端能繞光滑的水平軸O轉動。讓小球在豎直平面內繞軸O做半徑為 的圓周運動，小球通過最高點時的線速度大小為v。下列說法中正確的是( ),A、v不能小于,BCD,討論：,物做近心運動,繩和內軌模型：,mg,FN,v,重力、 繩的拉力,重力、桿的拉力或支持力,重力、外管壁的支持力或內管壁的支持力,小結：豎直平面內的變速圓周運動,如圖所示，光滑圓盤中心有一個小孔，用細繩穿過小孔，兩端各系一小球A B，A B等質量，盤上的小球A做半徑為r=20cm的勻速圓周運動，要保持B球靜止，A球的角速度多大？,解：隔離A，據(jù) 牛二律,F= m2r,隔離B， F =

6、mg ,聯(lián)立解得=,=,r=0.2,連接體問題,細繩一段系一質量為M=0.6千克,的物體,靜止在水平面上,另一端通過光滑小孔吊著質量m=0.3千克的物體,M的中心距圓孔0.2米,已知M與水平面間的最大靜摩擦力是2牛,現(xiàn)使此平面繞中心軸線轉動,問在什么范圍內m會處于靜止狀態(tài),mg,解：研A即將向圓心滑動狀態(tài)，據(jù)牛二律,F=,隔離B， F = mg ,r=0.2,三 圓周運動 2-圓周運動動力學-連接體問題,Mg,a1,N,f,聯(lián)得,研A即將背離圓心滑動狀態(tài)，據(jù)牛二律,F=,隔離B， F = mg ,聯(lián)得,輕桿長L=1m,其兩端各連接質量為1kg的小球，桿可繞距B端0.2m處的軸o在豎直面內自由轉

7、動，輕桿由水平靜止轉至豎直方向，A球在最低點時的速度大小為4m/s，求此時B球對桿的作用力,A,B,rA=0.8,rB=0.2,研B最高點，據(jù)牛二律,mg+FB= m2rB,解 AB在同一個物體上同一時刻相同,在B通過最高點時,FB= m2rB mg,= 1520.2 110,=5牛,由題意，OB桿對B球作用力方向向上,據(jù)牛三律 B球對OB桿作用力向下，大小為5N,=,三 圓周運動 2-圓周運動動力學-連接體問題,如圖所示，質量為m的A B兩個物體，用細繩懸著，跨過固定在圓盤中央光滑的定滑輪，物體A據(jù)轉盤中心R,與轉盤的最大靜摩擦因數(shù)為（1），為使A相對于轉盤靜止，則轉盤的角速度取值范圍多大？

8、,利用程序法判定未知的臨界狀態(tài),2=？,？若盤不轉即=0物體A能否相對于盤靜止？,8如圖所示，長為2L的輕桿，兩端各固定一小球，A球質量為m1，B球質量m2。過桿的中點O有一水平光滑固定軸，桿可繞軸在豎直平面內轉動。當轉動到豎直位置且A球在上端、B球在下端時桿的角速度為，此時桿對轉軸的作用力為零，則A、B小球的質量之比為（ ）,A 1：1,D,汽車轉彎,28如圖所示，是從一輛在水平公路上行駛著的汽車后方拍攝的汽車后輪照片。 從照片來看，汽車此時正在( ) A直線前進 B向右轉彎 C向左轉彎 D不能判斷,經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調查，畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示根據(jù)圖示作出以下判斷，你認為正確的是（ ） A