五6圆周运动实例分析

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1、五.6圆周运动实例分析离心现象教学目标1．知道对于变速圆周运动可以代瞬时值进行计算。2．能分析车过两种桥的顶部与底部的运动与受力情况规律。3．能分析小球与细绳、轻杠。园管模型中的运动与受力规律。复习：向心力方向与大小，向心加速度大小计算。学生看书后，在书上完成课后1、2、3题。一、车转弯1．汽车转弯在平面上转弯向心力来源于轮与地面的摩擦力，μmg=mv2/r解得：临界速度位v=2．火车转弯介绍火车论的构造内缘大，外缘小。在平面上转弯向心力来源于外侧铁轨对外轮的挤压力。长期容易损坏外侧铁轨。解决办法外侧铁轨高于内侧铁轨，使弹力与重力

2、的合力充当向心力。如图，合力F怎样求出？如果确定了转弯半径与转弯速度，怎样求出内外铁轨的夹角？F=mg.tanθF=mv2/rv2=r.gtanθ转弯速度与火车质量无关。二．竖直平面内的圆周运动竖直平面内的圆周运动线速度大小时刻改变，在某一瞬时，向心力公式仍适用．D图中支持力N4和重力沿半径方向分力的合力提供向心力1．车过拱桥和凹桥车在桥顶：mg—N1＝mv2/rN1＜mg；当N1=0时，只受重力，重力提供向心力，此时车的速度此后，物体速度将增加，所需向心力增大，物体所受力不能提供所需向心力，车将离开桥面做平抛运动第3页共3页车在

3、桥底：N2-mg=mv2/rN2＞mg小节：车在拱桥顶，向心加速度竖直向下，车处于失重状态，对桥面的压力小于车重，车过凹桥到桥底时，加速度竖直向上，车处于超重状态，对桥面的压力大于车的重力。2．小球与轻绳特点：绳只能施加拉力在最低点，绳的拉力T和重力G的合力提供向心力在最高点，当拉力为零时，重力全部提供向心力．这时小球的速度最小，小球恰能过最高点做完整的圆周运动．过最高点的临界条件：在最高点，小球的速度3．小球与轻杆在最低点，杆的拉力T和重力G的合力提供向心力。T-mg=mv2/r在最高点，杆即可以施加拉力，也可以施加支持力．杆的

4、作用力和重力G的合力提供向心力T-mg=mv2/r或mg-T=mv2/r小球运动到最高点的速度恰为零时，杆的支持力大小等于重力小球在到最高点的速度从零逐渐变大时，杆的支持力将从等于重力变为小于重力，然后减为零；再变为拉力并逐渐增大，从小于重力到大于重力．当杆的作用力为零时，重力提供向心力．mg=mv2/r杆端的小球在竖直平面内做圆周运动能过最高点的临界条件：在最高点v＝0。此时杆对小球作用为支持力，杆的支持力小于或等于重力．当小球的速度为临界速度杆对小球作用为拉力，杆的拉力可能小于重力，可能等于重力，也可能大于重力，只要杆不断。小

5、节：轻杆模型包含了轻绳模型4．环和管小球在光滑圆环内侧做圆周运动，与绳等效小球在光滑圆形管内做圆周运动，与杆等效第3页共3页当在最高点的时，球对内外管壁均无压力；当在最高点的时，球对管壁内侧有压力。当在最高点的时，球对管壁外侧有压力。实例：过山车、飞机在竖直平面翻筋斗三．评议课后1、3、2题例题：课后弟2题当漏斗壁与竖直方向的夹角θ确定时，求：向心加速度a与小球转动半径的关系。四、小结：1．汽车转弯的向心力来源与临界速度2．火车转弯的临界速度：v=3．竖直面内圆周运动绳、杆、环、管模型的特点五、作业：课后第4、5题第3页共3页