勻速圓周運動實例分析演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有30頁\編輯于星期六勻速圓周運動實例分析現(xiàn)在是2頁\一共有30頁\編輯于星期六黃石長江大橋汽車過拱形橋的問題3現(xiàn)在是3頁\一共有30頁\編輯于星期六一、汽車過拱形橋在各種公路上拱形橋是常見的，質(zhì)量為m的汽車在拱橋上以速度v前進，橋面的圓弧半徑為R，分析汽車通過橋的最高點時對橋面的壓力。問題：汽車通過橋頂時重力G和支持力N相等嗎，為什么？4現(xiàn)在是4頁\一共有30頁\編輯于星期六此時汽車處于失重狀態(tài)，且隨著v的增大車對橋壓力逐漸減小。1、當汽車在橋面上運動到最高點時，重力G和橋的支持力N在一條直線上，它們的合力是使汽車做圓周運動的向心力F向。2、動力學關系：

F向=G－N=mv2/R3、壓力小于重力是什么現(xiàn)象？4、汽車速度達到多少時，車對橋壓力恰好為零？V=由N=mg-mv2/R=0得：由牛頓第三定律可知，車對橋的壓力:N'=N<G<G橋對車的支持力：N＝G－mv2/R5分析：現(xiàn)在是5頁\一共有30頁\編輯于星期六汽車過凹形橋(這種類型生活中很少)1、當汽車在橋面上運動到最低點時，重力G和橋的支持力N在一條直線上，它們的合力是使汽車做圓周運動的向心力F向。2、動力學關系：

F向=N－G=mv2/R3、汽車過凹形橋時，車對橋的壓力大于自身重力。此時汽車處于超重狀態(tài)。6橋對車的支持力：N＝G+mv2/R＞G由牛頓第三定律可知，車對橋的壓力:N'=N＞G現(xiàn)在是6頁\一共有30頁\編輯于星期六例一、當汽車通過橋面粗糙的拱形橋頂時拱形橋頂?shù)乃俣葹?0m/s時，車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐?/4，如果汽車行駛至該橋頂時剛好不受摩擦力作用，則汽車通過橋頂時速度應為()A、25m/sB、20m/sC、15m/sD、30m/sB分析：1、車通過橋頂時重力mg和橋的支持力N的合力提供了汽車做圓周運動的向心力F即：

F=mg－N=mv12/R即：mg=mv2/R代入R得：v=20m/s2、要使汽車通橋頂時剛好不受摩擦力，則汽車通過橋頂時車與橋面間的壓力剛好為零。此時由重力提供車過橋頂需要的向心力。7代入N=3mg/4v1=10m/s得：R=40m現(xiàn)在是7頁\一共有30頁\編輯于星期六汽車在轉彎的地方，路面是外高內(nèi)低，靠合力提供向心力。傾斜路面上：8現(xiàn)在是8頁\一共有30頁\編輯于星期六例二、如圖所示，公路轉彎處路面跟水平面之間的傾角α=150，彎道半徑R=40m，求：汽車轉彎時規(guī)定速度應是多大？mgNFnα9現(xiàn)在是9頁\一共有30頁\編輯于星期六二、“旋轉秋千”10現(xiàn)在是10頁\一共有30頁\編輯于星期六二、“旋轉秋千”物體做勻速圓周運動的向心力是有物體所受重力mg和懸線拉力T對它的合力提供。2、動力學關系：mgtanα=mω2r①r=Lsinα

②“旋轉秋千”運動可以簡化為圓錐擺模型，如圖：由此可知：α角度與角速度ω和繩長L有關，在繩長L確定的情況下，角速度ω越大，α角越大111、向心力來源：由①和②得：或cosα=Lω2g現(xiàn)在是11頁\一共有30頁\編輯于星期六三、火車轉彎1、水平路基上轉彎：（1）此時火車車輪受三個力：重力、支持力、外軌對輪緣的彈力。（2）外軌對輪緣的彈力提供向心力。（3）由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車質(zhì)量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損害鐵軌。12現(xiàn)在是12頁\一共有30頁\編輯于星期六三、火車轉彎（1）、對火車進行受力分析：火車受鐵軌支持力N的方向不再是豎直向上，而是斜向彎道的內(nèi)側，同時還有重力G。

（2）、支持力與重力的合力水平指向內(nèi)側圓心，成為使火車轉彎所需的向心力。（3）、轉彎處要選擇內(nèi)外軌適當?shù)母叨炔?，使轉彎時所需的向心力完全由重力G和支持力N來提供，這樣外軌就不受輪緣的擠壓了。

13αNGFα現(xiàn)在是13頁\一共有30頁\編輯于星期六αhd例三、某鐵路轉彎處的圓弧半徑是r，兩鐵軌之間的距離是d，若規(guī)定火車通過這個彎道的速度為v,則內(nèi)外鐵軌的高度差應該是多大才能使火車轉彎時內(nèi)外軌均不受輪緣的擠壓？F合mgNα分析：火車轉彎時需要的向心力由火車重力和軌道對它的支持力的合力提供F合=mgtanα=mv2/r①由于軌道平面和水平面的夾角很小，可以近似的認為tanα≈sinα=h/d②②代入①得：

mgh/d=mv2/rgrh=v2d14現(xiàn)在是14頁\一共有30頁\編輯于星期六例四、火車以某一速度v通過某彎道時，關于內(nèi)、外軌道受側壓力作用情況，下面分析正確的是（）

A.若火車速度小于v時，外軌將受到側壓力作用，其方向平行軌道平面向內(nèi)

B.若火車速度大于v時，外軌將受到側壓力作用，其方向平行軌道平面向外

C.當火車質(zhì)量改變時，安全速率也將改變

D.以上三種說法都是錯誤的BC15現(xiàn)在是15頁\一共有30頁\編輯于星期六

做勻速圓周運動的物體，在所受合力突然消失，或者不足以提供圓周運動所需的向心力的情況下，就做逐漸遠離圓心的運動。這種運動叫做離心運動。四、離心運動1．離心運動定義：16現(xiàn)在是16頁\一共有30頁\編輯于星期六2．離心的條件：做勻速圓周運動的物體合外力消失或不足以提供所需的向心力。

對離心運動的進一步理解當F=mω2r時，物體做勻速圓周運動；當F=0時，物體沿切線方向飛出；當F＜mω2r時，物體逐漸遠離圓心；當F＞mω2r時，物體逐漸靠近圓心。17現(xiàn)在是17頁\一共有30頁\編輯于星期六（１）離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)。離心運動本質(zhì)：（２）離心運動是物體逐漸遠離圓心的一種物理現(xiàn)象。18現(xiàn)在是18頁\一共有30頁\編輯于星期六離心運動的應用：1、洗衣機脫水桶原理：利用離心運動把附著在衣物上的水分甩掉。解釋：oF<mrω2Fν當脫水桶快速轉動時，衣物對水的附著力F不足以提供水隨衣服轉動所需的向心力F，于是水滴做離心運動，穿過網(wǎng)孔，飛到脫水桶外面。19現(xiàn)在是19頁\一共有30頁\編輯于星期六類型一輕繩牽拉型（輕繩模型）質(zhì)點在細繩作用下在豎直面內(nèi)做圓周運動

20知識拓展（非勻速圓周運動）現(xiàn)在是20頁\一共有30頁\編輯于星期六TmgTmg過最高點的最小速度是多大?O21現(xiàn)在是21頁\一共有30頁\編輯于星期六【例題1】如圖所示,一質(zhì)量為m=2kg的小球,在半徑大小為R=1.6m的輕繩子作用下在豎直平面內(nèi)做圓周運動。（1）小球恰好經(jīng)過最高點的速度V2=？此時最低點要給多大的初速度V1=？（2）若在最低點的速度V1=10m/s,則在最高點繩的拉力為多大？OmgTTmg22現(xiàn)在是22頁\一共有30頁\編輯于星期六23現(xiàn)在是23頁\一共有30頁\編輯于星期六B物體沿圓的內(nèi)軌道運動(單軌道模型)ACDmgNmgNNA24現(xiàn)在是24頁\一共有30頁\編輯于星期六類型二輕桿支撐型（輕桿模型）質(zhì)點被一輕桿拉著在豎直面內(nèi)做圓周運動

25現(xiàn)在是25頁\一共有30頁\編輯于星期六Tmg小球經(jīng)過最低點的時候桿對小球的拉力為多少?26現(xiàn)在是26頁\一共有30頁\編輯于星期六過最高點的最小速度是多大?V=0R過最高點的速度VO為多大時?桿對球的作用力消失小球以速度V經(jīng)過最高點的時候桿對小球的拉力為多少?Fmg27現(xiàn)在是27頁\一共有30頁\編輯于星期六質(zhì)點在豎直放置的光滑細管內(nèi)做圓周運動，解題方法和輕桿模型一樣！28物體在圓管內(nèi)運動(雙軌道模型)現(xiàn)在是28頁\一共有30頁\編輯于星期六（1）V=0是小球是否過最高點的臨界條件。總結：29現(xiàn)在是29頁\一共有30頁\編輯于星期六