1、連云港高級(jí)中學(xué) 汪維成,生活中的圓周運(yùn)動(dòng)（一） -豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),【探究交流】,繩子對(duì)小球的拉力F與小球重力G的關(guān)系 甲圖：小球處于靜止?fàn)顟B(tài) 乙圖：小球擺動(dòng)過(guò)程中經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí),兩力關(guān)系：F_G 理論依據(jù)：_,兩力關(guān)系：F_G 理論依據(jù)：_,實(shí) 驗(yàn) 驗(yàn) 證,1、向心力的方向：,3、向心力的作用：,始終指向圓心，與速度垂直。,改變速度的方向，產(chǎn)生向心加速度。,4、向心力的來(lái)源：,2、向心力的大?。?在半徑方向上的合力：可以由幾個(gè)力的合力、某一個(gè)力或某一個(gè)力的分力來(lái)提供。,【知識(shí)回顧】,物體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，必須有力提供向心力,豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-過(guò)最低點(diǎn)情況,【生活實(shí)例】,豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-過(guò)最

2、低點(diǎn)情況,車過(guò)凹形橋,凹形橋,【生活實(shí)例】,車過(guò)凹形橋 汽車以速度v過(guò)半徑為r 的凹形橋最低點(diǎn)時(shí) 問(wèn)題一：汽車受到的支持力與其重力的關(guān)系 問(wèn)題二：汽車受到的支持力與其速度的關(guān)系 問(wèn)題三：汽車受到的支持力與橋半徑的關(guān)系,凹形橋,蕩秋千,質(zhì)量為25kg的小孩坐在秋千上，小孩離系繩子的橫梁2.5m。如果秋千板擺到最低點(diǎn)時(shí)，小孩運(yùn)動(dòng)速度的大小是5m/s，求人對(duì)秋千板的壓力是多大？(g=10m/s2),豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-過(guò)最高點(diǎn)情況,【生活實(shí)例】,豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)-過(guò)最高點(diǎn)情況,車過(guò)拱（凸）形橋,【生活實(shí)例】,拱形橋,車過(guò)拱形橋 汽車以速度v過(guò)半徑為r 的拱形橋最高點(diǎn)時(shí) 問(wèn)題一：汽車受到的支持力與其

3、重力的關(guān)系 問(wèn)題二：汽車受到的支持力與其速度的關(guān)系,拱形橋,汽車以相同的速度通過(guò)凹、凸形橋時(shí)，哪種情況下 車容易爆胎？,【思考與討論】,FN mg 失重狀態(tài),FN mg 超重狀態(tài),橋梁大多數(shù)建成拱形，而凹形橋卻很少的原因.,【思考與討論】,汽車的速度過(guò)大會(huì)出現(xiàn)什么結(jié)果？,【解】G和N的合力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：,可見(jiàn)汽車的速度越大對(duì)橋的壓力越小。,當(dāng) 時(shí)汽車對(duì)橋的壓力為零。（臨界速度）,當(dāng)大于等于臨界時(shí)，汽車做什么運(yùn)動(dòng)？,飛離橋面做平拋運(yùn)動(dòng)！汽車及其中的物體處于完全失重狀態(tài).,m,思考與討論,地球可以看做一個(gè)巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：

4、速度大到一定程度時(shí)，地面對(duì)車的支持力是零？這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少？,【思考與討論】,【生活實(shí)例】,航天器中的失重現(xiàn)象,對(duì)太空中的宇航員，重力提供向心力，此時(shí)人對(duì)座椅的壓力為零，宇航員處于完全失重狀態(tài),2020年9月28日星期一,16,如圖所示，汽車以一定的速度經(jīng)過(guò)一個(gè)圓弧形橋面的頂點(diǎn)時(shí)，關(guān)于汽車的受力及汽車對(duì)橋面的壓力情況，以下說(shuō)法正確的是 ( ),A. 在豎直方向汽車受到三個(gè)力：重力、橋面的支持力 和向心力 B. 在豎直方向汽車只受兩個(gè)力：重力和橋面的支持力 C. 汽車對(duì)橋面的壓力小于汽車的重力 D 汽車對(duì)橋面的壓力大于汽車的重力,BC,【練習(xí)鞏固】,【練習(xí)鞏固】,FN+mg,過(guò)山

5、車,【生活實(shí)例】,受力分析,提供向心力,思考：1.車過(guò)最高點(diǎn)速度為多少時(shí),軌道對(duì)車的彈力為零? 2.車能過(guò)圓形軌道最高點(diǎn)的速度有什么要求？,乘坐如圖所示游樂(lè)園的過(guò)山車時(shí)，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)沿圓周軌道運(yùn)動(dòng)，正確的是（ ） A、人在最高點(diǎn)和最低點(diǎn)時(shí)的向心 加速度相等 B、車在最高點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)， 全靠保險(xiǎn)帶拉住，若沒(méi)有保險(xiǎn)帶，人一定會(huì)掉下去 C、人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于mg,C,【練習(xí)鞏固】,有一輛質(zhì)量為800kg的小汽車駛上圓弧半徑為50m的拱橋。 （1）汽車到達(dá)橋頂時(shí)速度為5m/s，汽車對(duì)橋的壓力是多大？ （2）汽車以多大速度經(jīng)過(guò)橋頂時(shí)恰好對(duì)橋沒(méi)有壓力而騰空？ （3）汽車對(duì)地面的壓力過(guò)小是不安全的，從這個(gè)角度講，汽車 過(guò)橋時(shí)的速度不能過(guò)大。對(duì)于同樣的車速，拱橋圓弧的半 徑大些比較安全，還是小些比較安全？ （4）如果拱橋的半徑增大到與地球半徑R一樣，汽車要在橋面 上騰空，速度要多大？,【練習(xí)鞏