1、,六 勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析,天馬行空官方博客： ；QQ:1318241189；QQ群：175569632,復(fù)習(xí)： 請(qǐng)回憶一下上節(jié) 課的主要知識(shí)點(diǎn),天馬行空官方博客： ；QQ:1318241189；QQ群：175569632,復(fù)習(xí)思考題：,1.描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)快慢的各個(gè)物理量及其相互關(guān)系。,2.向心力的求解公式有哪幾個(gè)？,3.如何求解向心加速度？,消去T,(1).線速度、角速度和周期關(guān)系,向心力公式：,向心加速度公式：,2：說(shuō)明： a：向心力是按效果命名的力； b：任何一個(gè)力或幾個(gè)力的合力只要它的作用效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是物體所受的向心力； c：不能認(rèn)為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體除了受到

2、另外物體的作用外，還要另外受到向心力。,1：來(lái)源：分析和解決勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問題，關(guān)鍵的是要把向心力的來(lái)源搞清楚。,關(guān)于向心力：,火車在平直軌道上勻速行駛時(shí)，所受的合力等于0，那么當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，我們說(shuō)它做圓周運(yùn)動(dòng)，那么是什么力提供火車的向心力呢？,火車轉(zhuǎn)彎,c：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，易損壞鐵軌。,1、內(nèi)外軌道一樣高時(shí),G,FN,F,a：此時(shí)火車車輪受三個(gè)力：重力、支持力、外軌對(duì)輪緣的彈力。,b：外軌對(duì)輪緣的彈力F提供向心力。,2、外軌略高于內(nèi)軌時(shí),(,設(shè)車軌間距為L(zhǎng)，兩軌間高度差為H，轉(zhuǎn)彎半徑為R，質(zhì)量為M的火車運(yùn)行。,據(jù)三角形

3、邊角關(guān)系：,對(duì)火車受力情況分析：重力和支持力的合力提供向心力，對(duì)內(nèi)外軌都無(wú)壓力,又因?yàn)楹苄∷?綜合有,故,又,所以,實(shí)際中，鐵軌修好后H、R、L定，又g給定值，所以火車拐彎時(shí)的車速為一定值。,飛機(jī)轉(zhuǎn)彎,汽車過拱橋,F合=G F,F向=mv2/r,由 F合= F向,G F= mv2/r,F=G mv2/r,G,汽車過凸形橋,取向心加速度方向?yàn)檎较?思考與討論,根據(jù)上面的分析可以看出，汽車行駛的速度越大，汽車對(duì)橋的壓力越小。試分析一下，當(dāng)汽車的速度不斷增大時(shí)，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？,根據(jù)牛頓第三定律：F壓=FN,即：,由上式可知，v增大時(shí)，F(xiàn)壓減小，當(dāng) 時(shí)，F(xiàn)壓=0；當(dāng) 時(shí)，汽車將脫離橋面，發(fā)生

4、危險(xiǎn)。,思考與討論,請(qǐng)你根據(jù)上面分析汽車通過凸形橋的思路，分析一下汽車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力。這時(shí)的壓力比汽車的重量大還是 小？,F合=F G F向=mv2/r由 F合= F向 F G =mv2/r F =Gmv2/r,G,比較三種橋面受力的情況,雜技 “水流星”,一根繩子系者一個(gè)盛水的杯子，演員掄起繩子，杯子就在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，到最高點(diǎn)時(shí)，杯口朝下，但杯中的水不會(huì)流下來(lái)，為什么呢？,作圓周運(yùn)動(dòng)的物體總需要由向心力。如圖所示，當(dāng)杯子以速度v轉(zhuǎn)過最高點(diǎn)時(shí)，杯中的向心力的方向向下；,對(duì)杯中的水，,即：,杯中的水恰不流出,FN,若轉(zhuǎn)速增大， 時(shí)，即 時(shí)，杯中水還有遠(yuǎn)離圓心的趨勢(shì)，水當(dāng)然不會(huì)

5、流出，此時(shí)杯底是有壓力，即,由此可知，v越大，水對(duì)杯子的壓力越大。,表演“水流星”節(jié)目的演員，只要保持杯子在圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)的線速度不得小于,即,G,FT,質(zhì)量為m的小球用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)線連接著，使小球在水平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，細(xì)線與豎直方向夾角為 ，試求其角速度的大?。?對(duì)小球而言，只受兩個(gè)力，重力和細(xì)線拉力，這兩個(gè)力的合力 mgtan 提供向心力，知道半徑r=Lsin,所以由 得,解圓周運(yùn)動(dòng)問題的基本步驟,1.確定作圓周運(yùn)動(dòng)的物體作為研究對(duì)象。 2.確定作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道平面、圓心位置 和半徑。 3.對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析畫出受力示意 圖。 4.運(yùn)用平行四邊形定則或正交分解法（取向心加速度方向?yàn)檎较颍┣蟪鱿蛐牧。 5.根據(jù)向心力公式，選擇一種形式列方程 求解,小結(jié),1、分析向心力來(lái)源,2、運(yùn)用向