高一物理生活中的圆周运动.doc

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1、生活中的圆周运动本讲要点：1、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动的物体所受的向心力．会在具体问题中分析向心力的来源．2、能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。3、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度．通过对离心现象的实例分析，提高学生综合应用知识解决问题的能力。4、通过对几个实例的分析，明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联系，学会用合理、科学的方法处理问题。同步课堂：一、火车转弯外轨略高于内轨，使得火车所受重力

2、和支持力的合外力F和提供向心力。（1）当v＝时，内外轨均不受侧向挤压的力　　（2）当v＞时，外轨受到侧向挤压的力　　（3）当v＜时，内轨受到侧向挤压的力二、拱形桥若汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为R，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？a．选汽车为研究对象b．对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力c．上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下d．建立关系式：e．又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以且说明：上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动，我们仍使用了匀速圆周运动的公式，原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同

3、样适用。三、航天器中的失重现象（1）、航天器中的宇航员的向心力由引力和支持力的合力提供，方向竖直向下（2）、宇航员具有竖直向下的加速度，对座椅的压力小于重力，处于失重状态．　　注意：应该准确地理解失重和超重的概念，并不是重力消失了，而是与它接触物体的拉力或压力小于或大于重力的现象。四、离心运动1、物体做离心运动的条件:合外力合外力突然消失，或不足以提供所需的向心力。2、离心运动做匀速圆周运动的物体，在所受合外力合外力突然消失或者不足以提供所需的向心力情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动。　　二、重点难点:1、应用向心力公式解题

4、的一般步骤：（1）明确研究对象：解题时要明确所研究的是哪一个做圆周运动的物体。（2）确定物体做圆周运动的轨道平面，并找出圆心和半径。（3）确定研究对象在某个位置所处的状态，分析物体的受力情况，判断哪些力提供向心力.这是解题的关键。（4）根据向心力公式列方程求解。2、关于竖直平面内的圆周运动竖直面内圆周运动的临界条件：在竖直平面内的圆周运动，关键是最高点的受力情况的分析．若沿法线方向的合外力满足时，则物体能通过最高点，即能在竖直平面作圆周运动．细绳和轻杆作用下的竖直平面内的圆周运动是常见的，在细绳作用下或固定轨道内侧，小球在最高点的最小合外力是

5、mg．所以，最高点的速度至少为．而细杆作用下固定轨道外侧，既可提供拉力，也可提供支持力，在最高点合外力可以为零，所以通过最高点的速度需大于零．3、关于离心运动问题的分析（1）做圆周运动的质点，当合外力消失时，它就以这一时刻的线速度沿切线方向飞去；（2）做离心运动的质点是做半径越来越大的运动或沿切线方向飞去的运动，它不是沿半径方向飞去；（3）做离心运动的质点不存在的谓的“离心力”作用，因为没有任何物体提供这种力；（4）离心运动的运动学特征是逐渐远离圆心运动，动力学特征是合外力突然消失或不足以提供所需的向心力。典型例题：例题1、一辆质量t的小轿车

6、，驶过半径m的一段圆弧形桥面，重力加速度．求：　　（1）若桥面为凹形，汽车以20m／s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？　　（2）若桥面为凸形，汽车以10m／s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？　　（3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？解析：首先要确定汽车在何位置时对桥面的压力最大，汽车经过凹形桥面时，向心加速度方向向上，汽车处于超重状态；经过凸形桥面时，向心加速度方向向下，汽车处于失重状态，所以当汽车经过凹形桥面的最低点时，汽车对桥面的压力最大。1）汽车通过凹形桥面最低点时，在水平方向受到牵引力F和阻力

7、f．在竖直方向受到桥面向上的支持力和向下的重力，如图（甲）所示．圆弧形轨道的圆心在汽车上方，支持力与重力的合力为，这个合力就是汽车通过桥面最低点时的向心力，即．由向心力公式有：　　，　　解得桥面的支持力大小为　　　根据牛顿第三定律，汽车对桥面最低点的压力大小是N．　　（2）汽车通过凸形桥面最高点时，在水平方向受到牵引力F和阻力f，在竖直方向受到竖直向下的重力和桥面向上的支持力，如图（乙）所示．圆弧形轨道的圆心在汽车的下方，重力与支持力的合力为，这个合力就是汽车通过桥面顶点时的向心力，即，由向心力公式有，　　解得桥面的支持力大小为　　　　根据牛

8、顿第三定律，汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为N．　　（3）设汽车速度为时，通过凸形桥面顶点时对桥面压力为零．根据牛顿第三定律，这时桥面对汽车的支持力也为零，汽车在