高中物理向心力總結(jié)ppt課件

1、 第七節(jié)： 向心力122nnvFmammrr2F Fn n kmkm2 2r r3O OO OF F向向= F= F合合= F= F45tanmgFF 合合向向67G GF Ff fF FN N8910v vF FF Fn nF Ft t加速加速11r r1 1r r2 212rmrvmFF22w 合合向向合合向向FF 向向合合n n13B B14C C15G GF Ff fF FN Nrg1617實(shí)驗(yàn)18OmOlmOrTmgF合合mgF合合F升升豎直方向豎直方向:Tcosmg水平方向水平方向:F合合=m2l sin豎直方向豎直方向:F升升 cosmg水平方向水平方向:F合合=m2rF合合mg

2、 tan19OORmmOrmgNF合合mgNF合合F合合mg tan豎直方向豎直方向:N cosmg水平方向水平方向:F合合=m2r豎直方向：豎直方向：N cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2 R sin20OOmgTFLmgtgFF向心sinLR RmmaF2sin2Lmmgtg：cosLgR21mgmgN NF Ftan/mgF rmv /22mrtan/grv tan/rgsin/mgN AB22.BCD23A AB BBAABrr2mgmgN Nf fA AABff4AD24.圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)速速勻勻?qū)崒?shí)例例分分析析圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題25本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)本節(jié)

3、課的學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道向心力是物體沿半徑方向所受的合外力提供的。、知道向心力是物體沿半徑方向所受的合外力提供的。 2、知道向心力、向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)。、知道向心力、向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)。 3、會(huì)在具體問題中分析向心力的來源，并進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。、會(huì)在具體問題中分析向心力的來源，并進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。26 1. 1.求汽車以速度求汽車以速度v v 過半徑為過半徑為r r 的拱橋時(shí)對(duì)拱橋的壓力？的拱橋時(shí)對(duì)拱橋的壓力？2vGNmrN NG G27 例一、質(zhì)量為例一、質(zhì)量為1000Kg1000Kg的汽車以恒定的速率的汽車以恒定的速率20m/s20m/s通過半徑為通過半徑為100m

4、100m的拱橋，如圖所示，求汽車在的拱橋，如圖所示，求汽車在橋頂時(shí)對(duì)路面的壓力是多少？如果要使汽車對(duì)橋面的橋頂時(shí)對(duì)路面的壓力是多少？如果要使汽車對(duì)橋面的壓力為壓力為0 0，速度至少是多少？，速度至少是多少？長(zhǎng)江大橋長(zhǎng)江大橋28 1. 1. 汽車過拱橋汽車過拱橋平拋平拋（2 2）當(dāng)）當(dāng)時(shí)時(shí),N=0.,N=0.臨界速度臨界速度grvv臨（1 1）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，時(shí)，NGNG，失重，失重，v v越大，越大，N N越小越小grv 0（3 3）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，物體做時(shí)，物體做_運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng). .臨vv 292.2.求汽車過凹形路段最低點(diǎn)時(shí)對(duì)路面的壓力？求汽車過凹形路段最低點(diǎn)時(shí)對(duì)路面的壓力？2vNGmrN NG Gv

5、G G和和N N的合力提供汽車做圓周的合力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：律得：可見汽車的速度越大對(duì)橋的壓力越大?？梢娖嚨乃俣仍酱髮?duì)橋的壓力越大。屬超重現(xiàn)象屬超重現(xiàn)象解得：解得：30 例一、質(zhì)量為例一、質(zhì)量為1Kg1Kg的小球經(jīng)過圓底部的速度是的小球經(jīng)過圓底部的速度是5m/s5m/s，圓的半徑是，圓的半徑是5m5m，如圖所示，求小球受到的合力，如圖所示，求小球受到的合力和支持力。和支持力。v31 1. 1. 汽車過拱橋汽車過拱橋平拋平拋（2 2）當(dāng)）當(dāng)時(shí)時(shí),N=0.,N=0.臨界速度臨界速度grvv臨（1 1）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，時(shí)，NGNV2.VV臨時(shí)臨時(shí),

6、 ,車輪對(duì)外軌有側(cè)壓力。車輪對(duì)外軌有側(cè)壓力。3.VV3.V ，杯底對(duì)水有一向下的力的，杯底對(duì)水有一向下的力的作用，此時(shí)水作圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力由和重力的作用，此時(shí)水作圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力由和重力的合力提供。合力提供。grv (3)(3)當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， v規(guī)定規(guī)定 當(dāng)火車行駛速率當(dāng)火車行駛速率vv規(guī)定規(guī)定時(shí)，時(shí)， 當(dāng)火車行駛速率當(dāng)火車行駛速率vv規(guī)定規(guī)定時(shí)，時(shí)，GNN火車行駛速率火車行駛速率vv規(guī)定規(guī)定時(shí)時(shí)GNN 外軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力外軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力；內(nèi)軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力。內(nèi)軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力。2tanvFmFmgR向心力合90二、汽車過橋二、汽車過橋12391汽車通過橋最高點(diǎn)時(shí)，汽車通過橋最高點(diǎn)時(shí)，車

7、對(duì)橋的壓力車對(duì)橋的壓力以以“凸形橋凸形橋”為例分析：為例分析：921、分析汽車的受力情況、分析汽車的受力情況2、找圓心、找圓心3、確定、確定F合合即即F向心力向心力的方向。的方向。4、列方程、列方程N(yùn)GF合合= G-NFF合向心力2vGNmR2vNGmR2vNNGmR壓力 93處理圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般步驟：處理圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般步驟：（1）明確研究對(duì)象，找出圓周平面，確定圓）明確研究對(duì)象，找出圓周平面，確定圓心和半徑心和半徑（2）進(jìn)行受力分析，畫受力分析圖）進(jìn)行受力分析，畫受力分析圖（3）找出在半徑方向的合力，即向心力）找出在半徑方向的合力，即向心力（4）用牛頓第二定律及向心力公式結(jié)合勻速）用牛

8、頓第二定律及向心力公式結(jié)合勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)列方程求解圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)列方程求解94 學(xué)生分析汽車通過最底點(diǎn)時(shí)車學(xué)生分析汽車通過最底點(diǎn)時(shí)車對(duì)橋?qū)?(過水路面過水路面)的壓力的壓力 2vNGmr95小結(jié)小結(jié):比較三種橋面受力的情況比較三種橋面受力的情況 （超重？（超重？ 失重？）失重？）2vNGmGr2vNGmGrN=G96vg R影片中賽車通過凸起的路面時(shí)，若減少事故，影片中賽車通過凸起的路面時(shí)，若減少事故，你能否求出賽車在最高點(diǎn)的你能否求出賽車在最高點(diǎn)的最大最大速度？速度？2vGmr97汽車速度增大汽車速度增大v思維拓展思維拓展98三、航天器中的失重現(xiàn)象三、航天器中的失重現(xiàn)象思考：思考：1、

9、航天器在起動(dòng)上升時(shí)，航天員處在超重還是、航天器在起動(dòng)上升時(shí)，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？失重狀態(tài)？ 2、航天器在軌道正常運(yùn)行時(shí)，航天員處在超重、航天器在軌道正常運(yùn)行時(shí)，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？還是失重狀態(tài)？ 99（1）航天器加速上升時(shí)）航天器加速上升時(shí)N（2）航天器正常運(yùn)行時(shí)，）航天器正常運(yùn)行時(shí)，航天員受到地球引力和航天員受到地球引力和飛船坐艙的支持力合力飛船坐艙的支持力合力提供向心力提供向心力rvmmgFN2rvmmgN2rvmmgFN2rvmmgFN2rvmmgFN2rvmmgN2rvmmgFN2rvmmgFN2rvmmgFN2mg航天員處于完全失重航天員處于完全失重狀態(tài)狀態(tài)mamgN

10、mamgNmgmg超重超重時(shí)當(dāng)gRv 100思考：思考：有人把航天器失重的原因說成是它離地球太有人把航天器失重的原因說成是它離地球太遠(yuǎn)，從而擺脫了地球引力。這種說法對(duì)嗎？遠(yuǎn)，從而擺脫了地球引力。這種說法對(duì)嗎？ 上述觀點(diǎn)是錯(cuò)誤。正是由于地球引力的上述觀點(diǎn)是錯(cuò)誤。正是由于地球引力的存在，才使航天器連同其中的人和物體存在，才使航天器連同其中的人和物體環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。若沒有引力則不環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。若沒有引力則不會(huì)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。會(huì)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。101做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力突然消失做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力突然消失或合外力不足以提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力或合外力不足以提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力

11、時(shí)，做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫時(shí)，做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫離心運(yùn)動(dòng)。離心運(yùn)動(dòng)。 四、離心運(yùn)動(dòng)四、離心運(yùn)動(dòng)1022、 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系（1 1）當(dāng)）當(dāng)F F合合F F向向時(shí)，物體做時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)勻速圓周運(yùn)動(dòng)（2 2）當(dāng)）當(dāng)F F合合0 0時(shí)，物體時(shí)，物體沿切線方向飛出遠(yuǎn)離圓心沿切線方向飛出遠(yuǎn)離圓心（3 3）當(dāng)）當(dāng)F F合合F F向向時(shí)，物體做逐漸遠(yuǎn)離圓心時(shí)，物體做逐漸遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)1033、離心運(yùn)動(dòng)的、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用應(yīng)用：離心干燥器離心干燥器離心沉淀離心沉淀器器104（4）離心運(yùn)動(dòng)的防止：）離心運(yùn)動(dòng)的防止：汽車在公路轉(zhuǎn)彎處的限速汽車在公路轉(zhuǎn)彎處的限速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪

12、、飛輪限速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪限速思考：思考：如果物體實(shí)際提供的合力大于所需的如果物體實(shí)際提供的合力大于所需的向心力，物體將做何運(yùn)動(dòng)？向心力，物體將做何運(yùn)動(dòng)？105課堂訓(xùn)練課堂訓(xùn)練 1.如圖所示，質(zhì)如圖所示，質(zhì)量分別為量分別為2m、m、m的的A、B、C放在水放在水平的圓盤上，隨圓盤平的圓盤上，隨圓盤在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑分別為動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑分別為r、r、2r，當(dāng)轉(zhuǎn)速逐，當(dāng)轉(zhuǎn)速逐漸增大時(shí)，問哪一個(gè)漸增大時(shí)，問哪一個(gè)物體首先開始滑動(dòng)物體首先開始滑動(dòng).ACB106ACBmgN靜f物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)2靜fmr當(dāng)物體剛好滑動(dòng)時(shí)當(dāng)物體剛好滑動(dòng)時(shí)物體能否滑動(dòng)與物體能否滑動(dòng)與m m無關(guān)無關(guān),r,r大的易滑動(dòng)，大的易滑動(dòng)， 故故C C物體首先開始滑動(dòng)物體首先開始滑動(dòng). .mgfmmff靜mgmr2rg1072 2、如圖已知：、如