Fn“供需”相等物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)提供物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)力物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需力勻速圓周運(yùn)動(dòng)中向心力公式了解=“供”

“需”不等物體作向心運(yùn)動(dòng)或離心運(yùn)動(dòng)因果1/201.繩模型例1.用長(zhǎng)為l輕繩系質(zhì)量為m小球,使其在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),已知重力加速度為g.(1)若小球過最高點(diǎn)速度為v,寫出繩對(duì)小球拉力F表示式.(2)求小球過圓周最高點(diǎn)最小速度v0.(3)若小球以速度v‘經(jīng)過最低點(diǎn)時(shí)繩對(duì)小球拉力F.2/202.桿模型例2.假如用長(zhǎng)為l輕桿代替輕繩固定一個(gè)質(zhì)量為m小球,使其在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng),已知重力加速度為g.(1)求小球過最高點(diǎn)時(shí)最小速度v.(2)若在最高點(diǎn)桿對(duì)小球作用力大小為零,求小球速度為v0.(3)若在最高點(diǎn)小球速度為2v0,求桿對(duì)小球作用力大小和方向.(4)若在最高點(diǎn)小球速度為v0/2,求桿對(duì)小球作用力大小和方向.3/20練1：如圖所表示，一細(xì)圓管彎成開口圓環(huán)，環(huán)面處于一豎直平面內(nèi)。一光滑小球從開口A處進(jìn)入管內(nèi)，并恰好能經(jīng)過圓環(huán)最高點(diǎn)。則下述說法正確是（）A、球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)管作用力為零B、小球在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)管作用力為mgC、若增大小球初速度，則在最高點(diǎn)時(shí)球?qū)芰σ欢ㄔ龃驞、若增大小球初速度，則在最高點(diǎn)時(shí)球?qū)芰赡茉龃髨DvAOBD

4/20比較幾個(gè)模型最高點(diǎn)臨界條件輕繩輕桿離心軌道圓形管道5/20應(yīng)用牛頓第二定律——求解圓周運(yùn)動(dòng)

o’oGFTvGN1aGN2avGfNa

GFTGN1aGN2GfN6/20實(shí)例3.如圖所表示,支架質(zhì)量為M,轉(zhuǎn)軸O處用長(zhǎng)為L(zhǎng)輕繩懸掛一質(zhì)量為m小球,M=3m.小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).若小球恰好經(jīng)過最高點(diǎn),求:(1)小球在最高點(diǎn)速度.(2)小球在最高點(diǎn)時(shí)支架對(duì)地面壓力.（3）若小球經(jīng)過最高點(diǎn)時(shí)支架對(duì)地面壓力剛好為零，求此時(shí)小球速度7/20例4、如圖所表示，質(zhì)量為m小球，用長(zhǎng)為L(zhǎng)細(xì)繩，懸于光滑斜面上0點(diǎn)，小球在這個(gè)傾角為θ光滑斜面上做圓周運(yùn)動(dòng)，若小球在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)速率分別是vl和v2，則繩在這兩個(gè)位置時(shí)張力大小分別是多大?8/20

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體，在所受協(xié)力突然消失，或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力情況下，就做逐步遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。四、離心運(yùn)動(dòng)及應(yīng)用1、離心運(yùn)動(dòng)：2、物體作離心運(yùn)動(dòng)條件：9/203、離心運(yùn)動(dòng)應(yīng)用（1）離心干燥器金屬網(wǎng)籠利用離心運(yùn)動(dòng)把附著在物體上水分甩掉裝置解釋：oF<mrω2Fν

當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，水滴跟物體附著力F足以提供所需向心力F使水滴做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)網(wǎng)籠轉(zhuǎn)得比較快時(shí)，附著力F不足以提供所需向心力F，于是水滴做離心運(yùn)動(dòng)，穿過網(wǎng)孔，飛到網(wǎng)籠外面。10/20（2）洗衣機(jī)脫水筒（3）用離心機(jī)把體溫計(jì)水銀柱甩回玻璃泡內(nèi)

當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得比較慢時(shí)，縮口阻力F足以提供所需向心力，縮口上方水銀柱做圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)離心機(jī)轉(zhuǎn)得相當(dāng)快時(shí)，阻力F不足以提供所需向心力，水銀柱做離心運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入玻璃泡內(nèi)。11/204、離心運(yùn)動(dòng)預(yù)防：1、在水平公路上行駛汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)υυr2FF<m汽車

在水平公路上行駛汽車，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需向心力是由車輪與路面靜摩擦力提供。車輛行駛不允許超出要求速度。2、要預(yù)防離心現(xiàn)象發(fā)生，該怎么辦？A、減小物體運(yùn)動(dòng)速度，使物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需向心力減小B、增大合外力，使其到達(dá)物體作圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需向心力12/20離心運(yùn)動(dòng)思索與討論:如圖所表示是一個(gè)娛樂設(shè)施“魔盤”，而且畫面反應(yīng)是魔盤旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速較大時(shí)，盤中人情景.甲、乙、丙三位同學(xué)看了圖后發(fā)生爭(zhēng)論.甲說：“圖畫錯(cuò)了，做圓周運(yùn)動(dòng)物體受到向心力作用，魔盤上人應(yīng)該向中心靠攏”．乙說：“圖畫得對(duì)，因?yàn)樾D(zhuǎn)魔盤給人離心力，所以人向盤邊緣靠攏”．丙說：“圖畫得對(duì)，當(dāng)盤對(duì)人摩擦力不能滿足人做圓周運(yùn)動(dòng)向心力時(shí)，人會(huì)逐步遠(yuǎn)離圓心”．你認(rèn)為哪位同學(xué)說法是正確?13/201.長(zhǎng)為l細(xì)線上端固定在頂角為=60°固定光滑圓錐體頂部,下端與質(zhì)量為線m小球(可看做質(zhì)點(diǎn))相連,如圖.讓小球繞圓錐體中心軸以速率v在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).(1)當(dāng)時(shí),繩對(duì)小球拉力是多大?Oθ(2)當(dāng)時(shí),繩對(duì)小球拉力是多大?14/201.一個(gè)排球場(chǎng)總長(zhǎng)18m,設(shè)網(wǎng)高為2m，運(yùn)動(dòng)員站在離網(wǎng)3m線上，正對(duì)網(wǎng)前跳起將球水平擊出（g=10m/s2）（1）設(shè)擊球點(diǎn)高度為2.45m,若球不觸網(wǎng)，擊球速度應(yīng)為多大？（2）若擊球點(diǎn)高度小于某一值，那么不論水平速度多大，球不是觸網(wǎng)就是出界，試求這個(gè)高度？15/202.一水平放置水管,距地面高h(yuǎn)＝1.8m,管內(nèi)橫截面積S＝2.0cm2.有水從管口處以不變速度v＝2.0m/s源源不停地沿水平方向射出,設(shè)出口處橫截面上各處水速度都相同,并假設(shè)水流在空中不散開.重力加速度g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力.求水流穩(wěn)定后在空中有多少立方米水.16/20曲線運(yùn)動(dòng)處理方法——運(yùn)動(dòng)分解3.光滑水平面上，—個(gè)質(zhì)量為0.5kg物體從靜止開始受水平力而運(yùn)動(dòng)。在前5s內(nèi)受到一個(gè)正東方向、大小為1.0N水平恒力作用，第5s末該力撤去，改為受一個(gè)正北方向、大小為0.5N水平恒力，作用10s時(shí)間。問：(1)該物體在前5s和后10s各作什么運(yùn)動(dòng)？(2)笫15s末速度大小及方向?(g＝10m/s2)17/202、長(zhǎng)為0.6m輕桿OA(不計(jì)質(zhì)量),A端插個(gè)質(zhì)量為2.0kg物體,在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)球到達(dá)最高點(diǎn)速度分別為3m/s,m/s,2m/s時(shí),求桿對(duì)球作用力各為多少?OA18/203.已知火車速度為30m/s，彎道半徑r=900m，火車質(zhì)量為8×105kg。1、轉(zhuǎn)彎時(shí)所需要向心力多大？2、若軌道不受輪緣擠壓，軌道與水平面夾角θ是多大？3、若軌距為d=1.4m，此時(shí)內(nèi)外軌高度差h是多少？(θ很小時(shí)，近似有tanθ=sinθ

)4、若火車速度為40m/s，此時(shí)輪緣受力情況怎樣？1、8×105N2、arctan0.13、0.14m4、外輪緣受到外軌向內(nèi)擠壓，力