生活中的圆周运动 (2).ppt

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1、生活中的圆周运动高一年级李靖华基本要求1.能定性分析火车外轨比内轨高的原因。2.能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题3.知道离心运动及其产生条件,了解离心运动的应用和防止。4.能定量分析竖直平面内的线类、杆类问题、轨道问题。发展要求1.知道牛顿第二定律是分析生活中圆周运动的基本规律。2.进一步领会力与惯性对物体运动状态变化所起的作用。3.逐步养成用物理知识分析生活和生产实际问题的习惯。说明1.不要求对离心运动进行定量计算。2.不要求对火车转弯有侧力情况下通过列方程进行定量计算。3.不要求分析与计算两个物体联结在一起做圆周运动时的问题第八节生活中的

2、圆周运动F合"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(受力分析)物体做匀速圆周运动所需的力向心力公式的理解=从"供""需"两方面研究做圆周运动的物体汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力的呢?OmgFNFf实例研究（一）汽车转弯实例研究（二）火车转弯最佳设计方案θ较小时tanθ=sinθFNmgFθh由力的关系得:由向心力公式得:由几何关系得:研究与讨论若火车速度与设计速度不同会怎样?外侧内侧Fθ过大时：外侧轨道与轮之间有弹力过小时：内侧轨道与轮之间有弹力需要轮缘提供额外的弹力满足向心力的需求FN′FN′FNmg1、汽车过拱桥质量为m的汽车以恒定

3、的速率v通过半径为r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多大?实例研究（三）汽车过桥比较三种桥面受力的情况FN=GGFNGGFNFNo做匀速圆周运动的物体,由于惯性总有沿切线方向飞去的倾向,在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,做逐渐远离圆心的离心运动;当合外力大于物体做圆周运动所需的向心力时,物体做离圆心越来越近的向心运动;只有当合外力等于所需的向心力时,物体才可能做匀速圆周运动。F拉=mω2rF拉>mω2rF拉

4、过山车实例研究（五）竖直平面内的绳类、杆类问题讨论物做近心运动①绳和内轨模型理论研究mgFNv轨道提供支持力,绳子提供拉力。例题：如图所示，用长为L的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是()A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力答案：选CD.v②杆儿和管状轨道模型能过最高点的临界条件:当速度v>时,杆儿对小球是拉力;当速度v<时,杆儿对小球是支持力;当速度v=时,杆儿对小球无作用力。mg

5、FN讨论FN=0杆既可以提供拉力,也可以提供支持力。FNFN绳杆圆管模型图m的受力情况最高点A的速度重力、绳的拉力AOmBL重力、杆的拉力或支持力AOmBR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AOmBL练习:长L=0.5m、质量可忽略的杆，其一端固定于O点，另一端连有质量m=0.2kg的小球，它绕O点做竖直平面内的圆周运动，当通过最高点时，如图所示.求下列情况下球所受到的力（计算出大小，并说明是拉力还是支持力）g=10m/s2A的速率为1.0m/sA的速率为4.0m/s解：先求出杆的弹力为0的速率v0mg=mv02/Rv02=gR=5v0

6、=2.24m/s(1)v1=1m/sv0球应受到杆向下的拉力N2:则mg+FN2=mv22/R得FN2=4.4N由牛顿第三定律,球对杆的作用力分别为:(1)对杆1.6N向下的压力;(2)对杆4.4N向上的拉力。本节知识点归纳：1、汽车转弯问题2、火车转弯问题3、汽车过桥问题4、离心向心现象5、竖直平面内绳类、杆类问题求解圆周运动问题的思路(1)根据题意,确定物体做圆周运动的平面、半径和圆心;(2)对物体进行受理分析,找出向心力;(3)根据牛顿运动定律,列出运动方

7、程。提供物体做圆周运动的向心力(受力分析)物体做圆周运动所需要的向心力当"供""需"平衡时,物体做圆周运动。小结：作业：1、自制一个水流星并实验体会2、完善导学案3、完成课后练习感谢各位教师莅临指导!高一年级自主招生部李靖华