匀速圆周运动实例总结.ppt

圆周运动速匀实例分析宁乡十一中陈利辉本节课的学****目标 1、知道向心力是物体沿半径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适用于变速圆周运动。 3、会在具体问题中分析向心力的来源,并进行有关计算。做匀速圆周运动的物体受到向心力的作用,如何理解向心力? a:向心力是按效果命名的力 b:任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度,它就是物体所受的向心力 c:不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外,还要另外受到向心力一、复****引入向心力、向心加速度的求解公式有哪些?它们的方向分别如何? 向心加速度 r vra 22???方向: 始终指向圆心向心力?? rfmrT mr vm mr F 2 2 222 2?????????????始终指向圆心方向: 处理匀速圆周运动问题的一般步骤(1)明确对象,找出圆周平面,确定圆心和半径; (2)进行受力分析,画出受力分析图; (3)求出在半径方向的合力,即向心力; (4)用牛顿第二定律结合匀速圆周运的特点列方程求解。 r vm ma F 2??合例一、质量为 m的汽车以恒定的速率 v通过半径为 r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多少? 二、实例分析[竖直面内的匀速圆周运动]黄石长江大桥例一、质量为 m的汽车以恒定的速率 v通过半径为 r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多少? 解:汽车通过桥顶时,受力情况如图。汽车通过桥顶时: G r mv F mg N/ 2??)( 2r vgmF N?? F N? F N ’)(' 2r vgmNN???由牛顿第二定律: 由牛顿第三定律: O 二、实例分析[竖直面内的匀速圆周运动]r 注意:汽车过桥的速度不得太大,否则 N’将消失,汽车将飞离桥面. )(' 2r vgmNN???0)( 2??r vgm0 2??r vg gr v?由牛顿第二定律: G?)/( 2rvgmN??N ’)/(' 2rvgmNN??? N 拓展:汽车以恒定的速率 v通过半径为 r的凹型桥面,如图所示,求汽车在最底部时对桥面的压力是多少? 解:汽车通过底部时,受力情况如图。 r mv mg N/ 2??小节:此问题中出现的汽车对桥面的压力大于或小于车重的现象,是发生在圆周运动中的超重或失重现象例二、试分析在竖直放置光滑圆锥内做匀速圆周运动小球所需的向心力。小球受力: 竖直向下的重力 GG 垂直圆锥面的支持力 F NF NF 小球的向心力: 由重力和支持力的合力提供二、实例分析[水平面内的匀速圆周运动] 例三、小球做圆锥摆时细绳长 L,与竖直方向成θ角, 求小球做匀速圆周运动的角速度ω。 O‘O mg F TF 小球受力: 竖直向下的重力 G沿绳方向的拉力 T 小球的向心力: 由T和G的合力提供解: θL ? mgtg FF??向心小球做圆周运动的半径? sin LR?由牛顿第二定律: Rm ma F 2?????? sin 2Lm mgtg ?即: ?? cos L g?