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1、1,第六节 匀速圆周运动的实例分析,程 东 2007/12,第五章 曲线运动,2,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,复习引入,3,向心加速度,方向：,始终指向圆心,向心力,始终指向圆心,方向：,4,实例分析,一、汽车过桥,1、,2,3、,5,1、汽车在水平面运动 分析汽车的受力情况,F牵,f,6,(1)分析汽车的受力情况,(2)找圆心,圆心0,(3)确定F合即F向心力的方向。,
2、(4)列方程,F向心力=F合 =G-N N=G -,注意公式中V用汽车过桥顶时的瞬时速度,2、过凸形桥,7,（1）分析汽车的受力情况,（2）找圆心,（3）确定F合即F向心力的方向。,（4）列方程,F向心力=F合 =N-G N=G +,注意公式中V用汽车过桥底时的瞬时速度,3、过凹形桥,8,比较三种桥面受力的情况,9,试讨论：下面情况中，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力如何变化；当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生？,当V 越大时，则 越大，N越小。,当V增大某一值时，N=0，,此时：,10,二、火车转弯,1、火车在平直的轨道上匀速行驶时，所受的合力等于零。,2、火车转弯时，火车做曲线运动
3、，所受的合外力不等于零，合外力又叫向心力，方向指向圆心。,11,c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量 很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。,1、内外轨道一样高时,G,FN,F,a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。,b：外轨对轮缘的弹力F提供向心力。,12,2、为了使铁轨不容易损坏，在转弯处使外轨略高于内轨，受力图如下，重力和支持力的合力提供了向心力；这样，外轨就不受轮缘的挤压了。,13,根据牛顿第二定律： F合=F向=mgtan=m v0=,当火车以车速v0转弯时，车轮缘与内外轨无侧压力；,Vv0时,外轨受挤压对轮缘有向内的侧压力F向=F
4、+F侧,vv0时，内轨对轮缘产生向外的侧压力，以减小原向心力大小。F向=F-F侧,14,同理： 汽车转弯做圆周运动时，也需要向心 力，是由地面给的摩擦力提供向心力的，所以 汽车在转弯的地方，路面也是外高内低，靠合 力提供向心力。,15,三、圆锥摆 小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成角，试分析： （1）、小球的受力情况； （2）、什么力提供小球做匀速圆周运动的向心力； （3）、圆锥摆的摆角与角速度的关系？,16,分析小球的受力情况,F向心力指向圆心，即：G与N的合力指向圆心将T分解如图所示,T2=G T1=F向心力,17,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：,L,小球做圆周运动的半径,由牛顿第二定律：,即：,F,18,（4）解方程，对结果进行必要的讨论。,小结: 匀速圆周运动应用问题的解题思路：,（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。以确定向心力的方向；,（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析是哪些力提供了向心力；,（3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力公式列方程；,19,生活中的圆周运动：,20,21,作业:,P98：3、4、5； P101：7。,22,谢 谢,