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1、向心力的实例分析,复习,火车,汽车,过山车,水流星,摩托车,向心力的实例分析,练习,向心力的求解公式是什么？,复习思考题：,F=m a向,向心力公式的应用,物体所做的圆周运动,向心力由谁来提供?,用细线系一小球，使它在竖直平面内做圆周运动，当小球达到最高点时，其受力情况是1、受到重力、线的拉力和向心力2、可能只受到重力作用3、可能只受到线的拉力4、所受合外力为零,2：说明： a：向心力是按效果命名的力； b：任何一个力或几个力的合力只要它的作用效果是使物体产生向心加速度，它就是物体所受的向心力； c：不能认为做匀速圆周运动的物体除了受到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。,1：来源：分析和解
2、决匀速圆周运动的问题，关键的是要把向心力的来源搞清楚。,关于向心力,背景问题1 汽车过拱桥,汽车在平直公路上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当汽车上凸形桥时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供汽车的向心力呢？,F向= G FN,F向=FN G,汽车在拱桥上前进，桥面的圆弧半径为R，当它经过最高点时速度为v，分析汽车过桥的最高点时对桥面的压力？,e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以,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：,F向=G-FN=,且,解析：,理论分析：,思考与讨论,1、
3、根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？,解析：由 可知汽车的速度v越大，对桥的压力 就越小。当 时，桥受到的压力等于零，合外力等于重力。若合外力不能提供汽车做圆周运动的向心力，则汽车会飞出去。,汽车过桥时一般都会有一个限速，规定汽车的速度不能大于这个限速，就是因为上面的原因。,2、请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力（如图）。这时的压力比汽车的重量大还是小？,G,F,解析：,F G =,F G,小结：汽车过拱桥或凹桥,经凸桥最高点时,由牛顿第三定律可知，汽车对桥面压力小于
4、汽车的重力,当时，汽车对桥面无压力,由牛顿第三定律可知，汽车对桥面压力大于汽车的重力,经凹桥最低点时,想一想：游乐园里的过山车用的又是什么原理呢？,最高点：,F向= G +FN,= G +FN,当FN =0,= G,最低点,背景问题2、火车转弯：,火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于0，那么当火车转弯时，我们说它做圆周运动，那么是什么力提供火车的向心力呢？,c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。,1、内外轨道一样高时,G,FN,F,a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。,b：外轨对轮缘的弹力F提供向心
5、力。,转弯处-外轨略高于内轨。,2、外轨略高于内轨时,火车拐弯,火车转弯时所需的向心力是有重力G支持力FN的合力F来提供,若火车的拐弯处轨道面倾角为，应有：,F =,mgtan ,=,向心力,分析:当r、一定时，,车行驶的速度v=,车行驶的速度v,外轨对车有向内的推力,车行驶的速度vF2 2、 F1=F23、 F1F2 4、 都有可能,在下面介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象1、荡秋千经过最低点的小孩2、汽车过凸形桥3、汽车过凹形桥4、在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器,总结:匀速圆周运动解题步骤,1明确研究对象2受力分析3确定”圆轨道平面和圆心”4明确”向心力来源”5根据牛顿运动定律列方程求解,例题：,如图所示，用细绳拴着质量为m的物体，在竖直平面内做圆周运动，圆周半径为R则下列说法正确的是（ ）A小球过最高点时，绳子张力可以为零 B小球过最高点时的最小速度为零,D小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反,C小球刚好过最高点时的速度是,小结：,解决圆周运动问题关键在于找出向心力的来源向心力公式、向心加速度公式虽然是从匀速圆周运动这一特例得出，但它同样适用于变速圆周运动,
