圓周運動的實例分析

1、1、水平面上的勻速圓周運動、水平面上的勻速圓周運動2、豎直面上的圓周運動、豎直面上的圓周運動 光滑水平面上勻速圓周運動的小球光滑水平面上勻速圓周運動的小球 分析受力：分析受力： 重力、支持力和繩的拉力重力、支持力和繩的拉力向心力方向：向心力方向：指向圓心指向圓心向心力：向心力： 三個力的合力三個力的合力重力和支持力平衡重力和支持力平衡F向向=F合合=F拉拉 靜止在勻速圓周運動圓盤上的木靜止在勻速圓周運動圓盤上的木塊塊分析受力：分析受力： 重力、支持力和靜摩擦力重力、支持力和靜摩擦力向心力方向：向心力方向：指向圓心指向圓心向心力：向心力： 三個力的合力三個力的合力重力和支持力平衡重力和支持力平衡

2、F向向=F合合=Ff 勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上緊靠的物體勻速轉(zhuǎn)動的圓筒內(nèi)壁上緊靠的物體分析受力：分析受力： 重力、靜摩擦力和支持力重力、靜摩擦力和支持力向心力方向：向心力方向：指向圓心指向圓心向心力：向心力： 三個力的合力三個力的合力重力和靜摩擦力平衡重力和靜摩擦力平衡F向向=F合合=FN 圓錐擺圓錐擺分析受力：分析受力：重力、繩的拉力重力、繩的拉力向心力的方向：向心力的方向：指向圓心指向圓心向心力：向心力：重力和繩的拉力重力和繩的拉力的合力的合力F向向=F合合 火車轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎 火車轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎構(gòu)造：構(gòu)造： 火車轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎受力分析：受力分析：重力和支持力平衡重力和支持力平衡牽引力和阻力平衡牽引

3、力和阻力平衡向心力由鐵軌對輪向心力由鐵軌對輪緣的擠壓力提供緣的擠壓力提供F向向 火車轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎設(shè)計：設(shè)計：向心力由重力和支持力的合力提供向心力由重力和支持力的合力提供F合合=mgtan 當(dāng)當(dāng)V= V0 時，時，F(xiàn)合合=F向向F向向= mv02/rV0為火車的設(shè)計時速為火車的設(shè)計時速當(dāng)當(dāng)V V0 時，時，F(xiàn)合合F向向當(dāng)當(dāng)VF向向汽車過拱橋：汽車過拱橋：汽車重力和橋?qū)嚨闹囍亓蜆驅(qū)嚨闹С至Φ暮狭Τ至Φ暮狭Ψ治鍪芰Γ悍治鍪芰Γ?重力、橋?qū)嚨闹С至χ亓Α驅(qū)嚨闹С至ο蛐牧Ψ较颍合蛐牧Ψ较颍褐赶蚬靶螛蛩趫A指向拱形橋所在圓的圓心的圓心向心力：向心力：F合合=F向向汽車過拱橋：汽車過拱橋：過

4、拱形橋的最高點：過拱形橋的最高點：F合合=G - FNF向向=mv2/r過凹形橋的最低點：過凹形橋的最低點：由：由：F合合=F向向 得：得：G FN=mv2/rFN=G mv2/r （FNG）水流星：水流星：GFF1F2VO分析受力：重力和繩的拉力分析受力：重力和繩的拉力向心力：拉力和重力在法向上的分力的合力向心力：拉力和重力在法向上的分力的合力不是勻速圓周運動不是勻速圓周運動水流星：水流星：豎直面上做圓周運動的豎直面上做圓周運動的繩繩拉小球到達最高點時：拉小球到達最高點時：受力分析：重力和拉力受力分析：重力和拉力F拉拉G向心力方向：指向圓心向心力方向：指向圓心向心力：向心力： F向向=F合合

5、 F合合=F拉拉+G F向向=mv2/r若若G=mv2/r， F拉拉=0，球剛好通過最高點，球剛好通過最高點若若G0，球能夠通過最高點球能夠通過最高點F拉拉=mv2/r - G若若Gmv2/r，沒有沒有F拉拉，球不能通過最高點球不能通過最高點 豎直面上做圓周運動小球在豎直面上做圓周運動小球在桿（環(huán)）桿（環(huán)）上到達最高上到達最高 點時：點時：受力分析：重力和拉力（或支持力）受力分析：重力和拉力（或支持力）向心力方向：指向圓心向心力方向：指向圓心向心力：向心力： F向向=F合合 F向向=mv2/r若若G=mv2/r， 桿（環(huán)）對球無作用力，重力提供向心力桿（環(huán)）對球無作用力，重力提供向心力若若Gmv2/r， 桿（環(huán)）對球有支持力，桿（環(huán)）對球有支持力， F向向=F合合=G - FN過山車：過山車：計算通過最高點的安全線速度計算通過最高點的安