豎直面內(nèi)的勻速圓周運動

一、定義：質(zhì)點沿圓周運動，在相等的時間里通過的圓弧長度相等。二、描述運動的物理量：線速度：角速度：周期：頻率：向心加速度大?。悍较颍菏冀K指向圓心向心力始終指向圓心大?。悍较颍悍莿蜃兯偾€運動。三、勻速圓周運動性質(zhì)是：知識要點回顧ωO

例一、水平面上繞自身軸勻速旋轉(zhuǎn)的圓盤上放置一木塊，木塊相對圓盤靜止，試分析木塊的向心力。木塊受力：豎直向下的重力GG豎直向上的支持力NN水平方向指向圓心的摩擦力f木塊做圓周運動所需向心力：f由圓盤對木塊的靜摩擦力f提供ffffff

例二、試分析在豎直放置光滑圓錐內(nèi)做勻速圓周運動小球所需的向心力。小球受力：豎直向下的重力G垂直圓錐面的支持力NGNF小球的向心力：由重力和支持力的合力提供例三、討論火車轉(zhuǎn)彎時所需向心力。1、內(nèi)外軌道一樣高時：F

向心力F由外側(cè)軌道對鐵軌的壓力提供火車速度較快時，容易翻車！2、當(dāng)外軌略高于內(nèi)軌時：火車受力：豎直向下的重力GG垂直軌道面的支持力NNF火車的向心力：由G和N的合力提供當(dāng)時，車輪對內(nèi)外軌都無壓力。在外軌略高于內(nèi)軌時，火車轉(zhuǎn)彎時的速度vGNF火車的向心力：由G和N的合力提供(1)當(dāng)時，車輪

對內(nèi)外軌都無壓力?；疖囆旭偹俾蕍>v規(guī)定（2）當(dāng)火車行駛速率v>v規(guī)定時，（3）當(dāng)火車行駛速率v<v規(guī)定時，GNN‘火車行駛速率v<v規(guī)定時GNN’外軌對輪緣有側(cè)壓力；內(nèi)軌對輪緣有側(cè)壓力。處理勻速圓周運動問題的一般步驟：（1）明確對象，找出圓周平面，確定圓心及半徑；（2）進行受力分析，畫出受力圖；（3）求出指向圓心方向的合力，即向心力；（4）用牛頓第二定律結(jié)合勻速圓周運的特點列方程求解。例四、小球做圓錐擺時細(xì)繩長L，與豎直方向成θ角，求小球做勻速圓周運動的角速度ω。O‘OmgTF小球受力：豎直向下的重力G沿繩方向的拉力T小球的向心力：由T和G的合力提供解：θL小球做圓周運動的半徑由牛頓第二定律：即：1、質(zhì)量為m的汽車以恒定的速率v通過半徑為r的拱橋，如圖所示，求汽車在橋頂時對路面的壓力是多少？解：汽車通過橋頂時，受力情況如圖。汽車通過橋頂時：GFNhFN’由牛頓第二定律：由牛頓第三定律：O例五、豎直面內(nèi)的勻速圓周運動r注意:汽車過橋的速度不得太大,否則N’將消失,汽車將飛離橋面.由牛頓第二定律：GhN’N2、汽車以恒定的速率v通過半徑為r的凹型橋面，如圖所示，求汽車在最底部時對橋面的壓力是多少？解：汽車通過底部時，受力情況如圖。小節(jié):此問題中出現(xiàn)的汽車對橋面的壓力大于或小于車重的現(xiàn)象，是發(fā)生在圓周運動中的超重或失重現(xiàn)象時，物體作離心運動；時，物體靠近圓心運動。vR時，物體作圓周運動；

例六、如圖要使小球滑到圓形軌道頂端不掉下來，小球在軌道頂端的最小速度應(yīng)當(dāng)是多大？已知軌道半徑為R。vR解：小球在最高點的受力情況如圖