向心力实例分析

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1、LHEDUCATION领航教育2016年寒假3-8人班VIP精品教案第三节向心力的实例分析一、转弯时的向心力实例分析1、汽车、自行车转弯问题汽车在水平路而上转弯，靠的是轮胎与路而间的静摩擦力。设汽车以速率V转弯，要转的弯的半径为R，则V2V2速率vmax，超过这个速率，汽车就会侧向滑动。需要的侧向静摩擦力—。如该汽车与地而间侧向最大静摩擦力为尸胃，有厂„^=仍一得，转弯的最大2、火车转弯问题火车在转弯处，外侧的轨道高于内侧轨道，火车的受力分析如图所示，其转弯时所需向心力由重力和弹力的合力提供。Mgtd

2、iXd=M解得：v=拓展：①当火车行驶速率r等于时，E卩时，支持力和重力的合力恰好充当所需的向心力，则内、外轨都不受挤压（此时为临界条件）.②当火车行驶速率k大于i/贼时，即吋，支持力和重力的合力不足以提供所需向心力，则此吋需要外轨提供•-部分向心力，即此吋外轨受挤压.③当火车行驶速率小于！/雕时，即时，支持力和重力的合力大于所需的向心力，二、竖直平面内的圆周运动实例分析1、汽车过拱桥问题在汽车过拱桥时，汽车的向心力是由汽车的重力和路面的支持力来提供的。当路面对汽车的支持力为零时，汽车将脱离路面，因

3、此，必须保证支持力N〉0,即汽车在最高点时速度的最大值是刚好重力提供向心力，即z;叹即该圆周运动的最大速度为*7^7，当速度为该值时，汽车将由沿桥面切线方向上的速度（水平速度）和只受重力作用，而做平抛运动。因此，汽车过拱桥时，速度应小于2、汽车过凹型桥3、小球在绳和杆的作用下通过最髙点问题(1)在最低点，不论是线拉物体还是杆连物体，线或杆的弹力指14圆心(竖直向上)，物体的重力竖直昀下,2二者的合力提供向心力，则有mg+T=mra)2=m—；(2)在最高点吋，线拉物体的临界状态是7=0，重力提供向心力

4、mg=m^—，即因此可以看出速度r必须大于等于7^7才能保证物体做圆周运动。而杆连物体时，杆可以对物体提供支持力，因此物体在最高点速度可以为零。当杆对物体提供支持力；当时，重力刚好提供向心力，杆施加的力为零；当时，杆对物体施加的是拉力，此时和线拉物体的效果是一样的。题型分类解析题型一：汽车转弯问题例1、汽车与路面的动摩擦因数为,公路某转弯处半径为R(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，问：(1)若路而水平，汽车转弯不发生侧滑，汽车速度不能超过多少？(2)若将公路转弯处路面设计成外侧高、A侧低，使路面与水平

5、面有一倾角a，如图所示，汽车以多大速度转弯使，可以使车与路面间无摩擦力？题型二：绳系物体过最髙点问题例2、如图，质量为0.5kg的小杯里盛有lkg的水，用绳子系住小杯在竖直平面内做“水流星”表演，转动半径为1m，小杯通过最高点的速度为4m/s，g取10m/s2，求：(1)在最高点时，绳的拉力？(2)在最高点吋水对小杯底的压力？(3)为使小杯经过最高点时水不流出，在最高点时最小速率是多少?题型三：杆连物体过最髙点问题例3、如阁所示，小球＞1质量为m.同定在轻细直杆L的一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖

6、直平面内做圆周运动。如果小球经过最高位置吋，杆对球的作用力为拉力，拉力大小等于球的重力。求：(1)球的速度大小；-(2)当小球经过最低点时速度为杆对球的作用力的大小和球的向心加速度大小。经典习题1、在水平面上转弯的汽车，向心力是()A.重力和支持力的合力B.静摩擦力C.滑动摩擦力D.重力、支持力、牵引力的合力2、用长为/的细绳拴着质量为w的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法正确的是A.小球在圆周最高点时所受向心力一定是重力B.小球托圆周的最筒点时绳子的拉力小可能为零C.小球在圆周最低点吋拉力一定大

7、于重力A.若小球刚好在竖直平而内做圆周运动，则其在最高点速率是3、火车轨道在转弯处外轨高于lAl轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定。若在某转弯处规定行驶速度为ib则下列说法中正确的是①当以速度u通过此弯路时，火车重力与轨道而支持力的合力提供向心力②当以速度P通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力③当速度大于P时，轮缘挤压外轨④当速度小于P时，轮缘挤压外轨A.①③B.①©C.②③D.②④4、汽车以一定速率通过拱桥时，下列说法中正确的是A.在最高点汽车对桥的压力大于汽车的重

8、力B.在最高点汽车对桥的压力等于汽车的重力C.在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力;hD.汽车以恒定的速率过桥时，汽车所受的合力为零5、如图，细杆的一端与一小球相连，可绕过O点的水平轴自由转动。现给小球一初速度，使它做圆周运动，图中&分别表示小球轨道的最低点和最高点，则杆对球的作用力可能是A.处为拉力，处为拉力B.处为拉力，6处为推力C.“处为推力，6处为拉力“D.6/处为推力，处为推力6、(多选)如图所示，在同定的圆锥形漏斗的光滑内壁上，有两个质S:相