课时17 匀速圆周运动的应用.ppt

一、知识回顾 物体做圆周运动时，受力有何共同点 ——物体要受到指向圆心的向心力 向心力的特点 ——方向：总是指向圆心 ——大小： 分析做圆周运动的物体受力情况 向心力公式的理解 研究圆周运动的要点 从“供”“需”两方面来进行研究 “供”——分析物体受力，求沿半径方向的合外力 “需”——确定物体轨道，定圆心、找半径、用公式，求出所需向心力 “供”“需”平衡做圆周运动 实例研究——过拱桥 向心力公式的理解 向心、圆周、离心运动 “供”“需”是否平衡决定物体做何种运动 * 改为m/s 可加入地球 O mg FN Ff O mg FN 提供向心力 受力分析 Ff FN+mg “供需”平衡 物体做匀速圆周运动 提供物体做匀速圆周运动的力 物体做匀速圆周运动所需的力 从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体 对火车，受力如图 解析： 学业水平总复习 达标巩固案P119，4 B选项正确 4. 如图所示,在高速公路的拐弯处,路面筑得外高内低,即当车向左拐弯时,司机右侧的路面比左侧的要高一些,路面与水平面间的夹角为θ.设拐弯路段是半径为R的圆弧,要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于0,θ应满足(　　) A. B. C. D. B 水平面内的圆周运动 竖直面内圆周运动 比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。 G FN G FN’ 失重 超重 a a 最高点 最低点 问题：有无可能做这样的运动？若可能应满足怎样的条件？ G FN 竖直面内两种临界问题 1.轻绳模型 v v 如图绳系小球，或在轨道内侧的小球 在最高点时： 讨论： (1) 时， mg T mg T (2) 时， (3) 时， 物体不能到达最高点 即绳的临界速度为 注意:绳只能提供拉力 2.轻杆模型 v 如图，在细轻杆上固定的小球或在管型轨道内运动的小球，由于杆和管能对小球产生向上的支持力，所以小球在竖直平面内做圆周运动的条件是在最高点的速度大于或等于零。 对小球，在最高点，受力如图 mg T N (1)当v=0 时，小球受向上的支持力，且N=mg (2)当 时，小球受支持力N (3)当 时，仅有重力mg提供向心力 mg T N (4)当 时，小球受杆拉力T 即杆的临界速度为 分析： 最高点A的速度 m的受力情况 圆管 杆 绳 A O m B L 重力、绳的拉力 A O m B L 重力、杆的拉力或支持力 A O m B R 重力、外管壁的支持力或内管壁的支持力 竖直平面内的变速圆周运动 “供需”平衡 物体做匀速圆周运动 提供物体做匀速圆周运动的力 物体做匀速圆周运动所需的力 从“供” “需”两方面研究做圆周运动的物体 供 提供物体做圆周运动的力 需 物体做匀速圆周运动所需的力 F= 匀速圆周运动 F 离心运动 F 向心运动 圆周运动 轻绳模型 v mg T 即为绳的临界速度为 时 轻杆模型 v mg T N N v mg T mg T N 当 时， 当 时， 即杆的临界速度为 在最高点时： 学业水平测试总复习 分层导学P41，例1-例5 例3:(2013·徐州学测模拟)2012年的湖北春节晚会上,上演了大型车技节目“追风四小龙”.四名摩托车骑手在直径只有4.5m的铁笼内上下翻腾,十分惊险刺激.如图所示,假设四名骑手和车的总质量均相同,当他们以大小相同的速度经过图中A、B、C、D四点时,对铁笼子压力最大的位置是(骑手和车可当做质点处理) (　 　) A. A点 B. B点 C. C点 D. D点 C G FN G FN’ 学业水平测试总复习 分层导学P41，例1-例5 4解： 例4　一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱桥后,接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥.设两圆弧半径相等,汽车通过拱桥桥顶时,对桥面的压力F1为车重的一半.汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时,对桥面的压力为F2.求F1与F2之比. 学业水平测试总复习 分层导学P40，例5 例5解： (1)对水桶内的水，在最高点，不流出 mg mg N 所以，水对桶底的压力向上，为15N (2)v=4＞v0时，水桶对水有向下压力 例5:如图所示,一细杆与水桶相连,水桶中装有水,水桶与细杆一起在竖直平面内做圆周运动.水的质量m=0.5kg,水的重心到转轴的距离l=40cm,取g=10m/s2.(1) 若在最高点水不流出来,求桶的最小速率.(2) 若在最高点水