生活中的圓周運(yùn)動(dòng) (2)

1、高高一物理一物理主講教師：梁夏主講教師：梁夏生活生活中中的圓周運(yùn)動(dòng)的圓周運(yùn)動(dòng)1.內(nèi)外內(nèi)外軌道一樣高時(shí)：軌道一樣高時(shí)：F向心力向心力F由由外外側(cè)側(cè)軌道軌道對車的對車的壓力壓力提供提供一、火車轉(zhuǎn)彎一、火車轉(zhuǎn)彎火車速度較快火車速度較快時(shí)，容易翻車時(shí)，容易翻車2、當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)：、當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時(shí)：火車受力：火車受力：豎直向下的重力豎直向下的重力GG垂直軌道面的垂直軌道面的支持力支持力NNF火車的向心力火車的向心力：由由G和和N的合力的合力提供提供GNF在外軌略高于內(nèi)軌時(shí)，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)在外軌略高于內(nèi)軌時(shí)，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的的速度速度v (1)當(dāng)當(dāng)v=v規(guī)定規(guī)定時(shí)，車輪時(shí)，車輪對對內(nèi)外軌都無壓力。內(nèi)外軌都

2、無壓力?；疖嚨南蛐牧疖嚨南蛐牧Γ河捎蒅和和N的合力的合力提供提供(2)當(dāng)當(dāng)火車速率火車速率vv規(guī)定規(guī)定時(shí)時(shí),外外軌對輪緣有側(cè)壓力。軌對輪緣有側(cè)壓力。 (3)當(dāng)當(dāng)火車速率火車速率vv規(guī)定規(guī)定時(shí)時(shí),內(nèi)內(nèi)軌對輪緣有側(cè)壓力。軌對輪緣有側(cè)壓力。處理勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般步驟：處理勻速圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般步驟：(1)明確對象明確對象,找出找出圓周圓周平面平面,確定圓心及確定圓心及半徑半徑。(2)進(jìn)行進(jìn)行受力分析，畫出受力圖。受力分析，畫出受力圖。(3)求求出指向圓心方向的合力，即向心力。出指向圓心方向的合力，即向心力。(4)用用牛頓第二定律，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)牛頓第二定律，結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)向心向心加速度加速度的特點(diǎn)

3、列方程求解的特點(diǎn)列方程求解。2vFmamr 合合二、圓錐擺二、圓錐擺小球做小球做圓錐擺圓錐擺時(shí)細(xì)繩長時(shí)細(xì)繩長L，與豎直方向成，與豎直方向成角角，求：小球求：小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度。OOmgTF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：LtanFFmg 向向小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑小球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑sinRL 由牛頓第二定律：由牛頓第二定律：2FmamR 2tansinmgmL 即：即：cosgL 試試分析在豎直放置光滑圓錐內(nèi)，做勻速分析在豎直放置光滑圓錐內(nèi)，做勻速

4、圓周運(yùn)動(dòng)小球的運(yùn)動(dòng)。圓周運(yùn)動(dòng)小球的運(yùn)動(dòng)。小球受力：小球受力：豎直向下的重力豎直向下的重力 G垂直圓錐面的支持力垂直圓錐面的支持力 NGNF小球的向心力小球的向心力：由重力和支持力的合力提供由重力和支持力的合力提供GhNN1、汽車以恒定的速率、汽車以恒定的速率v通過半徑為通過半徑為r的的凹凹型橋面型橋面，如，如圖所示，求：汽車圖所示，求：汽車在在最底部最底部時(shí)對橋面的時(shí)對橋面的壓力壓力是多少？是多少？三、汽車過橋三、汽車過橋解：由牛頓第二定律：解：由牛頓第二定律：汽車通過底部時(shí)，受力情況如圖。汽車通過底部時(shí)，受力情況如圖。2/Nmgmvr 2(/ )Nm gvr 2(/ )NNm gvr 2、質(zhì)

5、量為、質(zhì)量為m的汽車以恒定的速率的汽車以恒定的速率v通過通過半徑半徑為為r的拱橋的拱橋，如圖所示，求汽車，如圖所示，求汽車在在橋橋頂時(shí)對路面的頂時(shí)對路面的壓力壓力是多少？是多少？解：汽車通過橋頂時(shí)，受力情況如圖。解：汽車通過橋頂時(shí)，受力情況如圖。GFNhh FN由由牛頓第二定律牛頓第二定律：由由牛頓第三定律牛頓第三定律：Or2/NmgFmvr2()NvFm gr2()vNNm gr四、航天飛機(jī)中的失重現(xiàn)象四、航天飛機(jī)中的失重現(xiàn)象 五、離心運(yùn)動(dòng)五、離心運(yùn)動(dòng)O水平水平繞軸勻速旋轉(zhuǎn)的圓盤上放置一木塊繞軸勻速旋轉(zhuǎn)的圓盤上放置一木塊，木塊木塊相對圓盤靜止，試分析木塊相對圓盤靜止，試分析木塊的向心力的向心

6、力。木塊受力：木塊受力：豎直向下的豎直向下的重力重力GG豎直向上的支持豎直向上的支持力力NN 水平方向指向圓心的水平方向指向圓心的摩擦力摩擦力 f木塊做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力木塊做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力：由圓盤對木塊的由圓盤對木塊的靜摩擦力靜摩擦力 f提供提供f時(shí)，時(shí)，物體做離心物體做離心運(yùn)動(dòng)；運(yùn)動(dòng)；2vFmr 合合時(shí)，物體靠近圓心運(yùn)動(dòng)。時(shí)，物體靠近圓心運(yùn)動(dòng)。2vFmr 合合vR時(shí)，時(shí)，物體做圓周運(yùn)動(dòng)物體做圓周運(yùn)動(dòng)；2vFmr 合合如圖要使小球滑到圓形軌道頂端不掉下來如圖要使小球滑到圓形軌道頂端不掉下來，小球在軌道小球在軌道頂端的最小速度應(yīng)當(dāng)是多大頂端的最小速度應(yīng)當(dāng)是多大？已知已知軌道半徑為軌道半徑為R。vR解：小球在最高點(diǎn)的受力情況如圖解：小球在最高點(diǎn)的受力情況如圖由由等式可看出，由于等式可看出，由于m、R一定，一定，所以所以 v 越小，越小，N 就越小就越?。划?dāng)；當(dāng)N=0時(shí)