向心力的實例分析

1、第第3 3節(jié)節(jié) 向心力的實例分析向心力的實例分析主講人主講人: :沈溢男沈溢男上節(jié)回顧上節(jié)回顧2Fmrw=2vFmr=做圓周運動的物體一定要受到一個做圓周運動的物體一定要受到一個始終指向圓心等效力的作用。始終指向圓心等效力的作用。向心力可以由一個力或幾個力的合力提供向心力可以由一個力或幾個力的合力提供汽車轉(zhuǎn)彎汽車轉(zhuǎn)彎1.汽車在平直軌道上行駛與轉(zhuǎn)彎時汽車在平直軌道上行駛與轉(zhuǎn)彎時有何不同？有何不同？ 在平直軌道上汽車做直線運動，受到的在平直軌道上汽車做直線運動，受到的合力為零或者與速度方向在同一直線上合力為零或者與速度方向在同一直線上轉(zhuǎn)彎時做曲線運動，需要向心力轉(zhuǎn)彎時做曲線運動，需要向心力2.那么

2、由什么力為汽車提供向心力呢？那么由什么力為汽車提供向心力呢？2vFmr=摩擦力摩擦力f所以，當(dāng)轉(zhuǎn)彎過快或轉(zhuǎn)彎半徑太小時，摩擦力不所以，當(dāng)轉(zhuǎn)彎過快或轉(zhuǎn)彎半徑太小時，摩擦力不足以提供汽車轉(zhuǎn)彎時所需向心力。這時候汽車將足以提供汽車轉(zhuǎn)彎時所需向心力。這時候汽車將發(fā)生事故。發(fā)生事故。GNNG讓汽車換個彎道勻速轉(zhuǎn)彎FtanFmgq=如果由這個合力F為汽車轉(zhuǎn)彎提供向心tanFmgq=2vFmr=tanvgrq=則：則：此時，不需摩擦力提供向心力，汽車能夠安此時，不需摩擦力提供向心力，汽車能夠安全轉(zhuǎn)彎。這個理想的轉(zhuǎn)彎速度取決于彎道的全轉(zhuǎn)彎。這個理想的轉(zhuǎn)彎速度取決于彎道的半徑和傾角半徑和傾角請同學(xué)們思考一下：

3、如果火車轉(zhuǎn)彎時的速度超過了理想轉(zhuǎn)彎速度，那么哪一道鐵軌會受到車輪輪緣擠壓？ 如果火車轉(zhuǎn)彎時的速度小于理想轉(zhuǎn)彎速度，那么哪一道鐵軌會受到車輪輪緣擠壓？外軌外軌內(nèi)軌內(nèi)軌V 設(shè)汽車質(zhì)量為設(shè)汽車質(zhì)量為m m，以，以恒定的速率恒定的速率V V通過半通過半徑為徑為R R的拱橋頂時。的拱橋頂時。NRG解解：汽車受力如圖所示，重力：汽車受力如圖所示，重力G與支持力與支持力N為汽車提供為汽車提供過拱橋的向心力過拱橋的向心力由牛頓第三定律可知，汽車對橋的壓力為由牛頓第三定律可知，汽車對橋的壓力為那么當(dāng)汽車的速度為多少時汽車的壓力那么當(dāng)汽車的速度為多少時汽車的壓力為零呢？為零呢？2vmgmR-2vNmgmR=-2v

4、mgNmR-=則：則：vgR=討論：若是凹形圓橋面討論：若是凹形圓橋面汽車對橋的壓力等于汽車對橋的壓力等于多少？多少？NG從上面的研究可以看出來，是哪一種圓橋從上面的研究可以看出來，是哪一種圓橋能夠減小汽車對橋面的壓力呢？能夠減小汽車對橋面的壓力呢？2vNmgmR-=2vNmgmR=+結(jié)論：結(jié)論：當(dāng)過最高點的速度：當(dāng)過最高點的速度： 水流星節(jié)水流星節(jié)目一定成功目一定成功0vgr0vgr臨界條件：臨界條件：0v最高點最高點如圖所示是一個在豎直平面內(nèi)做圓周運如圖所示是一個在豎直平面內(nèi)做圓周運動的水流星，經(jīng)過最高點的線速度至少動的水流星，經(jīng)過最高點的線速度至少需要多大需要多大? ?剛好過最高點的速剛

5、好過最高點的速度特征和條件？度特征和條件？剛好過最高點的速剛好過最高點的速度特征和條件？度特征和條件？桿桿線或繩線或繩 當(dāng)當(dāng) 時，細(xì)繩對小時，細(xì)繩對小球沒有拉力作用。向心球沒有拉力作用。向心力只由小球所受重力提力只由小球所受重力提供。供。vgR=vgR線或繩線或繩如果如果 ，輕，輕繩對小球存在拉力繩對小球存在拉力 小球過最高點時，如果V=0，則輕桿對小球支持力N=mg。 如果 則和輕繩一樣，桿對小球沒有力的作用。所以當(dāng) 時，輕桿對小球有支持力的作用。 如果 ，輕桿對小球有拉力作用。桿桿vgR=0vgR課堂小結(jié)：課堂小結(jié)：一、學(xué)習(xí)了做圓周運動物體在轉(zhuǎn)彎時的向心力實例分析一、學(xué)習(xí)了做圓周運動物體在轉(zhuǎn)彎時的向心力實例分析二、二、用向心力公式求解有關(guān)問題的解題方法：用向心力公式求解有關(guān)問題的解題方法：1 1、受