高一物理勻速圓周運(yùn)動(dòng)實(shí)例分析

1、1、汽車(chē)過(guò)拱橋 汽車(chē)在拱橋上以速度汽車(chē)在拱橋上以速度v v前進(jìn)，橋面的前進(jìn)，橋面的圓弧半徑為圓弧半徑為r r，求汽車(chē)過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)求汽車(chē)過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力？橋面的壓力？實(shí)例分析解析解析：a a：選汽車(chē)為研究對(duì)象選汽車(chē)為研究對(duì)象b b：對(duì)汽車(chē)進(jìn)行受力分析：受到重力和橋?qū)?chē)的支持力對(duì)汽車(chē)進(jìn)行受力分析：受到重力和橋?qū)?chē)的支持力c c：上述兩個(gè)力的合力提供向心力、且向心力方向向下上述兩個(gè)力的合力提供向心力、且向心力方向向下 d d：建立關(guān)系式：建立關(guān)系式：g gf f1 1mvmv2 2/r/re:e:又因支持力與壓力是一對(duì)作用力與反作用力，又因支持力與壓力是一對(duì)作用力與反作用力，所以所以

2、rvmgf2壓gf壓且且向心力和向心加速度的公式向心力和向心加速度的公式對(duì)于對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)同樣適用對(duì)于對(duì)勻速圓周運(yùn)動(dòng)同樣適用gf1比較三種橋面受力的情況比較三種橋面受力的情況rvmgn2rvmgn2gngn實(shí)例分析2旋轉(zhuǎn)秋千小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)小球做圓錐擺時(shí)細(xì)繩長(zhǎng)l，與豎直方向成，與豎直方向成角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度角，求小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度。oomgftf小球受力小球受力：豎直向下的重力豎直向下的重力g沿繩方向的拉力沿繩方向的拉力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：lmgtgff向心小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑sinlr 由牛頓第二

3、定律：由牛頓第二定律：rmmaf2sin2lmmgtg即：即：coslg實(shí)例分析3觀察火車(chē)轉(zhuǎn)彎 火車(chē)在平火車(chē)在平直軌道上勻直軌道上勻速行駛時(shí)，速行駛時(shí)，所受的合力所受的合力等于等于0 0，而，而當(dāng)火車(chē)轉(zhuǎn)彎當(dāng)火車(chē)轉(zhuǎn)彎時(shí)，我們說(shuō)時(shí)，我們說(shuō)它做圓周運(yùn)它做圓周運(yùn)動(dòng)，那么是動(dòng)，那么是什么力提供什么力提供火車(chē)的向心火車(chē)的向心力呢？力呢？?jī)?nèi)外軌道一樣高時(shí)內(nèi)外軌道一樣高時(shí)c c：由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車(chē)質(zhì)由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車(chē)質(zhì) 量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損壞鐵軌。量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損壞鐵軌。a a：此時(shí)火車(chē)車(chē)輪受三個(gè)力

4、：重力、支持力、外軌對(duì)輪緣的彈此時(shí)火車(chē)車(chē)輪受三個(gè)力：重力、支持力、外軌對(duì)輪緣的彈 力。力。b b：外軌對(duì)輪緣的彈力外軌對(duì)輪緣的彈力f f提供向心力。提供向心力。外輪外輪外軌內(nèi)軌內(nèi)軌內(nèi)輪內(nèi)輪 說(shuō)明：轉(zhuǎn)說(shuō)明：轉(zhuǎn)彎處要選擇內(nèi)彎處要選擇內(nèi)外軌適當(dāng)?shù)母咄廛夁m當(dāng)?shù)母叨炔睿罐D(zhuǎn)彎度差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心時(shí)所需的向心力力f f完全由重完全由重力力g g和支持力和支持力n n的合力來(lái)提供，的合力來(lái)提供，這樣外軌就不這樣外軌就不受輪緣的擠壓受輪緣的擠壓了。了。外軌略高于內(nèi)軌時(shí)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)fngf水平方向水平方向類(lèi)似的例子賽車(chē)轉(zhuǎn)彎賽車(chē)轉(zhuǎn)彎課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： 把一個(gè)小球放在把一個(gè)小球放在玻璃漏斗里，晃動(dòng)幾玻璃漏斗里，晃動(dòng)幾下漏斗，可以使小球下漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓一水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（如圖）。小周運(yùn)動(dòng)（如圖）。