高中物理 第4章 第3节 向心力的实例分析 第4节 离心运动精品课件 鲁科版必修2

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1、第第3节向心力的实例分析节向心力的实例分析第第4节离心运动节离心运动 核心要点突破核心要点突破课堂互动讲练课堂互动讲练知能优化训练知能优化训练第第3、4节节课前自主学案课前自主学案课标定位课标定位课标定位定位学学习习目目标标:1.会会在在具具体体问问题题中中分分析析向向心心力力的的来来源源2能能应应用用牛牛顿顿第第二二定定律律和和有有关关向向心心力力知知识识分分析析实实例例3熟熟练练掌掌握握应应用用向向心心力力知知识识分分析析两两类类圆圆周周运运动动模模型的步骤和方法型的步骤和方法4通过生活现象了解什么是离心运动通过生活现象了解什么是离心运动5知道物体做离心运动的条件知道物体做离心运动的条件6

2、通过实例分析了解离心运动的应用与防止通过实例分析了解离心运动的应用与防止重点难点:重点难点:1.分析离心运动及其产生条件分析离心运动及其产生条件2向心力来源的研究与计算向心力来源的研究与计算3运用向心力公式及有关圆周运动公式解决实际运用向心力公式及有关圆周运动公式解决实际问题问题课前自主学案前自主学案一、转弯时的向心力实例分析一、转弯时的向心力实例分析1水平路面转弯水平路面转弯(1)汽汽车车在在水水平平路路面面转转弯弯时时,汽汽车车受受到到的的_指指向向圆圆心心,提提供供汽汽车车转转弯弯所所需需的的向向心心力力,即即_(2)根据根据可知,如果半径一定,车辆转弯可知,如果半径一定,车辆转弯时的速

3、度取决于时的速度取决于_的大小,而的大小,而_又制约了速度的最大值又制约了速度的最大值静摩擦力静摩擦力Ff.静摩擦力静摩擦力最大静摩擦力最大静摩擦力2内低外高的倾斜路面上转弯内低外高的倾斜路面上转弯(1)汽汽车车、火火车车转转弯弯时时由由于于高高速速公公路路、铁铁路路的的弯弯道道通通常常都都是是外外高高内内低低转转弯弯所所需需的的向向心心力力由由_和和_的的合合力力提提供供,如如图图431所所示示_重力重力支持力支持力F合合Gtan.图图431_,因因此此,车车辆辆通通过过弯弯道道的的规规定定速速度度取取决决于于_和和_3飞机转弯受力飞机转弯受力如如图图432所所示示,向向心心力力由由空空气气

4、作作用用力力F和和重重力力mg的的_提供提供图图432弯道半径弯道半径倾角倾角合力合力二、竖直平面内的圆周运动实例分析二、竖直平面内的圆周运动实例分析1汽车过拱形桥的问题汽车过拱形桥的问题(1)凸桥:如图凸桥:如图433甲所示,汽车在凸桥顶部甲所示,汽车在凸桥顶部时,向心力由时,向心力由_和和_的合力提供,且的合力提供,且支持力支持力_重力重力F向向_图图433重力重力支持力支持力小于小于mgN(2)凹凹桥桥:汽汽车车在在凹凹桥桥底底部部时时,向向心心力力由由_和和_的的合合力力提提供供,如如图图乙乙所所示示,且且支支持持力力_重力重力F向向_图图433重力重力支持力支持力大于大于Nmg2过山

5、车:如图过山车:如图434所示,在最高点所示,在最高点A,向,向心力由轨道的心力由轨道的_和和_的合力提供,的合力提供,F向向_在最低点在最低点B,F向向_图图434支持力支持力重力重力NmgNmg三、认识离心运动三、认识离心运动1定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然定义:做圆周运动的物体,在所受合外力突然消失或所受合外力不足以提供做圆周运动所需的消失或所受合外力不足以提供做圆周运动所需的向心力时,物体就做逐渐远离圆心的运动,称为向心力时,物体就做逐渐远离圆心的运动,称为离心运动离心运动2形成原因:做圆周运动的物体,由于本身的惯形成原因:做圆周运动的物体,由于本身的惯性,总有沿着圆周切线方

6、向飞出去的倾向当提性,总有沿着圆周切线方向飞出去的倾向当提供向心力的合外力消失供向心力的合外力消失(F0)或不足时,物体因或不足时,物体因惯性而远离圆心,做离心运动惯性而远离圆心,做离心运动3发生条件:合外力突然消失或者不足以提供圆发生条件:合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力周运动所需的向心力【思考感悟思考感悟】离心现象是因为物体受离心力作用的结果吗?离心现象是因为物体受离心力作用的结果吗?提示:提示:不是不是四、离心机械四、离心机械1离心分离器离心分离器2离心铸造离心铸造3离心干燥器离心干燥器4离心水泵离心水泵五、离心运动的危害及其防止五、离心运动的危害及其防止1飞飞机机攀攀高

7、高或或翻翻飞飞旋旋转转时时,离离心心运运动动往往往往造造成成飞飞行员行员_2汽车在转弯汽车在转弯(尤其在下雨天尤其在下雨天)时往往会因时往往会因_而发生事故而发生事故过荷过荷离心运动离心运动核心要点突破核心要点突破即时应用即时应用(即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)1水平路面上转弯的汽车,向心力是水平路面上转弯的汽车,向心力是()A重力和支持力的合力重力和支持力的合力B静摩擦力静摩擦力C滑动摩擦力滑动摩擦力D重力、支持力、牵引力的合力重力、支持力、牵引力的合力解析:解析:选选B.水平路面上转弯的汽车由摩擦力提供水平路面上转弯的汽车由摩擦力提供车辆转弯时所需的向心力,而车轮没有相对路面车辆转

8、弯时所需的向心力,而车轮没有相对路面打滑,故该摩擦力是静摩擦力打滑,故该摩擦力是静摩擦力2火车转弯火车转弯(1)火车弯道的建设特点火车弯道的建设特点在实际的火车转弯处,让外轨高于内轨,如图在实际的火车转弯处,让外轨高于内轨,如图435甲、乙所示,转弯时所需的向心力由重力和甲、乙所示,转弯时所需的向心力由重力和弹力的合力提供这个弹力垂直于路面,不会使弹力的合力提供这个弹力垂直于路面,不会使铁轨损坏铁轨损坏图图435(2)明确圆周平面明确圆周平面虽然外轨高于内轨,但整个外轨是等高的,整个虽然外轨高于内轨,但整个外轨是等高的,整个内轨是等高的因而火车在行驶的过程中,重心内轨是等高的因而火车在行驶的过

9、程中,重心的高度不变,即火车重心的轨迹在同一水平面内的高度不变,即火车重心的轨迹在同一水平面内故火车的圆周平面是水平面,而不是斜面,即故火车的圆周平面是水平面,而不是斜面,即火车的向心加速度和向心力均是沿水平面指向圆火车的向心加速度和向心力均是沿水平面指向圆心心特别提醒特别提醒:火车做圆周运动的向心力为水平方向,:火车做圆周运动的向心力为水平方向,而不是斜向下方而不是斜向下方即时应用即时应用(即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)图图436解解析析:选选C.先先对对车车进进行行受受力力分分析析,车车受受到到的的重重力力竖竖直直向向下下,受受到到的的支支持持力力垂垂直直斜斜面面向向上上,两两者者

10、的的合力水平,根据牛顿第二定律可得:合力水平,根据牛顿第二定律可得:二、竖直平面内圆周运动的三种模型二、竖直平面内圆周运动的三种模型1有绳模型有绳模型(内轨模型内轨模型)参与的圆周运动参与的圆周运动如如图图437所所示示,小小球球在在最最高高点点速速度度最最小小,即即最最易易脱脱落落由由小小球球的的受受力力情情况况不不难难得得出出,最最小小的的向向心心力力为为重重力力G,这这也也就就是是小小球球在在竖竖直直平平面面内内完完成成圆圆周运动的临界位置周运动的临界位置图图437图图438即时应用即时应用(即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)3长长为为l的的细细绳绳一一端端固固定定,另另一一端端系系

11、一一个个小小球球,使使球球在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运运动动那那么么不不正正确确的的是是()A小球通过圆周上顶点时的速度最小可以等于零小球通过圆周上顶点时的速度最小可以等于零B小球通过圆周上顶点时的速度最小不能小于小球通过圆周上顶点时的速度最小不能小于C小小球球通通过过圆圆周周上上最最低低点点时时,小小球球需需要要的的向向心心力力最大最大D小球通过圆周上最低点时绳的张力最大小球通过圆周上最低点时绳的张力最大2有杆模型有杆模型(圆环模型圆环模型)参与的圆周运动参与的圆周运动杆杆与与绳绳不不同同,杆杆既既能能提提供供拉拉力力,又又能能提提供供支支持持力力因因此此不不会会出出现现脱脱离离轨

12、轨道道的的情情况况,但但小小球球能能否否通通过过最最高高点点仍仍是是小小球球做做完完整整圆圆周周运运动动的的关关键键所所以以其临界条件是:小球到达最高点时的速度其临界条件是:小球到达最高点时的速度v0.设设当当小小球球通通过过最最高高点点的的速速度度为为v0时时,杆杆与与小小球球之之间间恰恰无无作作用用力力,即即只只有有重重力力提提供供向向心心力力,如如图图439所示所示图图439杆对球作用力归纳如下:杆对球作用力归纳如下:即时应用即时应用(即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)4如如图图4310所所示示,轻轻杆杆的的一一端端有有一一个个小小球球,另另一一端端有有光光滑滑的的固固定定轴轴O.现

13、现给给小小球球一一个个初初速速度度,使使球球和和杆杆一一起起绕绕轴轴O在在竖竖直直面面内内转转动动,不不计计空空气气阻阻力力,用用F表表示示小小球球到到达达最最高高点点时时杆杆对对小小球球的的作作用用力力,则则F()A一定是拉力一定是拉力B一定是推力一定是推力C一定等于一定等于0D可能是拉力,可能可能是拉力,可能是推力,也可能等于是推力,也可能等于0图图43103车过桥问题车过桥问题对对于于车车过过桥桥问问题题,在在此此只只研研究究在在最最高高点点和和最最低低点点的的情形情形汽汽车车过过桥桥时时的的运运动动足足以以视视为为圆圆周周运运动动,其其向向心心力力的的来源是汽车所受的重力及桥面对汽车的

14、支持力来源是汽车所受的重力及桥面对汽车的支持力 (1)凹形桥凹形桥受力特点受力特点汽车受重力和支持力,其合力提供向心力,如图汽车受重力和支持力,其合力提供向心力,如图4311所示所示图图4311即时应用即时应用(即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)图图4312即时应用即时应用(即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)6如如图图4314所所示示,一一汽汽车车以以一一定定的的速速度度通通过过凸形桥的最高点,下列说法正确的是凸形桥的最高点,下列说法正确的是()A汽车对桥的压力大于汽车的重力汽车对桥的压力大于汽车的重力B汽车对桥的压力小于汽车的重力汽车对桥的压力小于汽车的重力C汽车的速度越小,对桥的压

15、力越小汽车的速度越小,对桥的压力越小D汽车的速度越大,对桥的压力越大汽车的速度越大,对桥的压力越大图图4314三、离心运动的理解三、离心运动的理解1离心运动的实质离心运动的实质离离心心运运动动是是物物体体逐逐渐渐远远离离圆圆心心的的一一种种物物理理现现象象,它它的的本本质质是是物物体体惯惯性性的的表表现现做做圆圆周周运运动动的的物物体体,总总是是有有沿沿着着圆圆周周切切线线飞飞出出去去的的趋趋向向,之之所所以以没没有有飞出去,是因为受到向心力作用的缘故飞出去,是因为受到向心力作用的缘故2离心运动的受力特点离心运动的受力特点物体做离心运动并非受到物体做离心运动并非受到“离心力离心力”的作用,而的

16、作用,而是外力不足以提供向心力的结果,是外力不足以提供向心力的结果,“离心力离心力”根根本就不存在,因为根本找不到本就不存在,因为根本找不到“离心力离心力”的施力的施力物体物体3关于离心运动的条件和运动轨迹关于离心运动的条件和运动轨迹(1)当当产产生生向向心心力力的的合合外外力力消消失失,F0,物物体体便便沿沿所所在在位位置置的的切切线线方方向向飞飞出出去去,如如图图4315中中A所示所示(2)当当提提供供向向心心力力的的合合外外力力不不完完全全消消失失,而而只只是是小小于于应应当当具具有有的的向向心心力力,Fmr2,即即合合外外力力不不足足以以提供所需的向心力的情况下,物提供所需的向心力的情

17、况下,物体沿切线与圆周之间的一条曲线体沿切线与圆周之间的一条曲线运动如图中运动如图中B所示所示(3)当提供向心力的合外力大于它当提供向心力的合外力大于它做圆周运动所需要的向心力时,做圆周运动所需要的向心力时,那么物体就会逐渐靠近圆心那么物体就会逐渐靠近圆心图图4315即时应用即时应用(即时突破,小试牛刀即时突破,小试牛刀)7(2011年年平平顶顶山山高高一一检检测测)下下列列关关于于离离心心运运动动的的说法,正确的是说法,正确的是()A物体做离心运动时将离圆心越来越远物体做离心运动时将离圆心越来越远B物体做离心运动时其运动轨迹一定是直线物体做离心运动时其运动轨迹一定是直线C做离心运动的物体一定

18、不受外力作用做离心运动的物体一定不受外力作用D做匀速圆周运动的物体所受合力大小改变时将做匀速圆周运动的物体所受合力大小改变时将做离心运动做离心运动解析:解析:选选A.物体远离圆心的运动就是离心运动,物体远离圆心的运动就是离心运动,故故A对;物体做离心运动时其运动轨迹可能是曲线,对;物体做离心运动时其运动轨迹可能是曲线,故故B错;当做圆周运动的物体所受合外力提供的向错;当做圆周运动的物体所受合外力提供的向心力不足时就做离心运动,合外力等于零仅是物心力不足时就做离心运动,合外力等于零仅是物体做离心运动的一种情况,故体做离心运动的一种情况,故C错;当物体所受合错;当物体所受合力增大时,将做近心运动,

19、故力增大时,将做近心运动,故D错错四、离心现象的应用四、离心现象的应用1常见几种离心运动对比图示常见几种离心运动对比图示项目项目实物图实物图原理图原理图现象及结论现象及结论洗衣机脱水洗衣机脱水筒筒当水滴跟物体的附着力当水滴跟物体的附着力F不不足以提供向心力时,即足以提供向心力时,即Fm2r,水滴做离心运,水滴做离心运动动汽车在水平汽车在水平路面上转弯路面上转弯当最大静摩擦力不足以提当最大静摩擦力不足以提供向心力时,即供向心力时,即fmaxm,汽车做离心运动汽车做离心运动用离心用离心机把体机把体温计的温计的水银甩水银甩回玻璃回玻璃泡中泡中当离心机快速旋转时,缩当离心机快速旋转时,缩口处对水银柱的

20、阻力不足口处对水银柱的阻力不足以提供向心力时,水银柱以提供向心力时,水银柱做离心运动进入玻璃泡内做离心运动进入玻璃泡内2.离心现象的防止离心现象的防止(1)减减小小物物体体运运动动的的速速度度,使使物物体体做做圆圆周周运运动动时时所所需的向心力减小需的向心力减小(2)增大合外力,使其达到物体做圆周运动时所需增大合外力,使其达到物体做圆周运动时所需的向心力的向心力特别提醒:特别提醒:在分析实际的离心现象时,要抓住在分析实际的离心现象时,要抓住其物理现象的本质,将实际的运动抽象成一个理其物理现象的本质,将实际的运动抽象成一个理想化的圆周运动,然后利用圆周运动的规律去处想化的圆周运动,然后利用圆周运

21、动的规律去处理理课堂互堂互动讲练例例例例1 1铁铁路路转转弯弯处处的的圆圆弧弧半半径径是是300 m,轨轨距距是是1.435 m,规规定定火火车车通通过过这这里里的的速速度度是是72 km/h,请请问问内内外外轨轨的的高高度度差差应应是是多多大大,才才能能使使铁铁轨轨不不受受轮轮缘缘的的挤挤压压?保保持持内内外外轨轨的的这这个个高高度度差差不不变变,如如果果火火车车的的速速度度大大于于或或小小于于72 km/h,会会分分别别发发生生什什么现象?请说明理由么现象?请说明理由类类型一型一对向心力的理解对向心力的理解【思路点拨思路点拨】圆周运动是一种常见的运动,常圆周运动是一种常见的运动,常用受力分

22、析的方法去找向心力,从而解决有关问用受力分析的方法去找向心力,从而解决有关问题本题考查圆周运动向心力的来源及火车转弯题本题考查圆周运动向心力的来源及火车转弯的临界状态问题的临界状态问题【精讲精析精讲精析】火车在转弯时所需的向心力在临界火车在转弯时所需的向心力在临界状态时由火车所受的重力和轨道对火车的支持力的状态时由火车所受的重力和轨道对火车的支持力的合力提供,如图合力提供,如图4316所示,图中所示,图中h为内外轨高度为内外轨高度差,差,L为轨距为轨距图图4316如如果果火火车车的的速速度度v72 km/h,F将将小小于于需需要要的的向向心心力力,所所差差的的力力则则由由外外轨轨对对外外侧侧车

23、车轮轮轮轮缘缘的的弹弹力力来来弥弥补补,这这样样就就会会出出现现外外侧侧车车轮轮的的轮轮缘缘向向外外挤挤压压外外轨的现象轨的现象如如果果火火车车的的速速度度v72 km/h,F将将大大于于需需要要的的向向心心力力,超超出出的的力力则则由由内内轨轨对对内内侧侧车车轮轮轮轮缘缘的的弹弹力力来来平平衡衡,这这样样就就会会出出现现内内侧侧车车轮轮的的轮轮缘缘向向外外挤挤压压内内轨的现象轨的现象【答案答案】见精讲精析见精讲精析变变式式训训练练1汽汽车车与与公公路路面面的的动动摩摩擦擦因因数数为为0.1,公路某转弯处的圆弧半径为,公路某转弯处的圆弧半径为R4 m.(1)若若路路面面水水平平,要要使使汽汽车

24、车转转弯弯时时不不发发生生侧侧滑滑,汽汽车车速速度度不不能能超超过过多多少少?(设设最最大大静静摩摩擦擦力力等等于于滑滑动动摩擦力,取摩擦力,取g10 m/s2)(2)若将公路转弯处设计成外侧高,内侧低,使路若将公路转弯处设计成外侧高,内侧低,使路面与水平面有一倾角面与水平面有一倾角5.7,则当汽车以多大速,则当汽车以多大速度转弯时,可使车与路面无摩擦力?度转弯时,可使车与路面无摩擦力?解解析析:解解析析:(1)汽汽车车在在水水平平路路面面上上转转弯弯不不发发生生侧侧滑滑时时,沿沿圆圆弧弧运运动动所所需需向向心心力力由由静静摩摩擦擦力力提提供供当当车车速速增增大大时时,静静摩摩擦擦力力也也随随

25、着着增增大大,当当静静摩摩擦擦力力达达到到最最大大值值mg时时,其其对对应应的的车车速速即即为为不不发发生生侧滑的最大行驶速度由牛顿第二定律得侧滑的最大行驶速度由牛顿第二定律得(2)转弯处路面设计成倾斜的,汽车所受路面的支转弯处路面设计成倾斜的,汽车所受路面的支持力持力N垂直于路面,不再与重力垂直于路面,不再与重力mg在一条直线上,在一条直线上,当重力和支持力的合力当重力和支持力的合力F合合恰等于汽车转弯所需向恰等于汽车转弯所需向心力时,车与路面就无摩擦力,如图所示心力时,车与路面就无摩擦力,如图所示(将汽车将汽车看成质点看成质点)由牛顿第二定律得由牛顿第二定律得答案答案:(1)2 m/s(2

26、)2 m/s类类型二型二有绳类模型的考察有绳类模型的考察例例例例2 2在在杂杂技技表表演演“水水流流星星”中中,细细绳绳系系有有装装水水的的水水桶桶,在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运运动动水水的的质质量量m0.5 kg,水到手转动轴的距离,水到手转动轴的距离L0.8 m求:求:(1)水桶经过圆弧最高点时水不流出来的最小速率;水桶经过圆弧最高点时水不流出来的最小速率;(2)水水桶桶在在最最高高点点速速率率v5 m/s时时,水水对对桶桶底底的的压压力;力;(3)若桶和水的总质量若桶和水的总质量M1 kg,水桶在经过最低,水桶在经过最低点时速度为点时速度为6.5 m/s,求此时绳的拉力大小,求

27、此时绳的拉力大小(g取取10 m/s2)【答案】【答案】(1)2.8m/s(2)10.6N(3)62.8N.【方法总结方法总结】物体在细绳或轻杆约束下做圆周物体在细绳或轻杆约束下做圆周运动,求解在最高点或最低点的受力或运动情况,运动,求解在最高点或最低点的受力或运动情况,一定要明确研究对象,分析清楚一定要明确研究对象,分析清楚“谁谁”对对“谁谁”的作用力牛顿第三定律是转换研究对象的桥梁的作用力牛顿第三定律是转换研究对象的桥梁变变式式训训练练2(2011年年深深圳圳高高一一检检测测)一一小小球球质质量量为为m,用用长长为为L的的悬悬绳绳(不不可可伸伸长长,质质量量不不计计)固固定定于于O点点,在

28、在O点点正正下下方方L/2处处钉钉有有一一颗颗钉钉子子,如如图图4317所所示示,将将悬悬线线沿沿水水平平方方向向拉拉直直无无初初速速度度释释放放后后,当当悬悬线线碰碰到到钉钉子子后后的的瞬瞬间间,下下列列说说法法不不正正确确的是的是()图图4317A小球线速度没有突变小球线速度没有突变B小球的角速度突然增大到原来的小球的角速度突然增大到原来的2倍倍C小球的向心加速度突然增大到原来的小球的向心加速度突然增大到原来的2倍倍D悬线对小球的拉力突然增大到原来的悬线对小球的拉力突然增大到原来的2倍倍解析:解析:(2011年年保保定定高高一一检检测测)如如图图4318所所示示,小小球球A质质量量为为m,

29、固固定定在在轻轻细细直直杆杆L的的一一端端,并并随随杆杆一一起起绕绕杆杆的的另另一一端端点点O在在竖竖直直平平面面内内做做圆圆周周运运动动,如如果果小小球球经经过过最最高高位位置置时时,杆杆对对小小球球的的作作用用力力大大小等于小球的重力求:小等于小球的重力求:(1)小球的速度大小;小球的速度大小;类类型三型三有杆类模型的考察有杆类模型的考察例例例例3 3【答案】【答案】【方方法法总总结结】(1)此此题题为为轻轻杆杆模模型型,杆杆对对球球可可施施加支持力,也可施加拉力加支持力,也可施加拉力(2)小小球球经经过过最最高高点点时时,杆杆的的作作用用力力的的方方向向有有向向上上、向下两种可能向下两种

30、可能(3)明明确确球球在在最最高高点点、最最低低点点的的向向心心力力的的来来源源列列方方程求解程求解变式训练变式训练3如图如图4319所示是半径为所示是半径为r的光滑的光滑圆形细管,固定于竖直平面内,管内有一小球,圆形细管,固定于竖直平面内,管内有一小球,可自由滚动,开始时小球在管内最低处,问至少可自由滚动,开始时小球在管内最低处,问至少给小球多大的初速度给小球多大的初速度v0,才能使小球通过圆形细,才能使小球通过圆形细管的最高点管的最高点图图4319类类型四型四对车过桥类问题的考察对车过桥类问题的考察例例例例4 4一辆质量一辆质量m2.0t的小轿车,驶过半的小轿车,驶过半径径R90m的一段圆

31、弧凸形桥面,汽车以的一段圆弧凸形桥面,汽车以9m/s的速度通过桥面最高点时,求汽车对桥面压力的速度通过桥面最高点时,求汽车对桥面压力的大小和方向的大小和方向(取取g10m/s2)【思路点拨】【思路点拨】汽车通过凸形桥面最高点时,汽车通过凸形桥面最高点时,在水平方向受到牵引力在水平方向受到牵引力F和阻力和阻力f.在竖直方向受在竖直方向受到桥面向上的支持力到桥面向上的支持力N和向下的重力和向下的重力G,因为它,因为它做圆周运动,故合力提供向心力做圆周运动,故合力提供向心力【精讲精析精讲精析】汽车经过最高点时,它所受的合汽车经过最高点时,它所受的合力提供向心力,只需分析它所受的外力,用牛顿力提供向心

32、力,只需分析它所受的外力,用牛顿第二定律解即可如图第二定律解即可如图4320所示所示图图4320【答案答案】1.82104 N,方向竖直向下,方向竖直向下【方法总结方法总结】汽车通过凸形桥面最高点时,在汽车通过凸形桥面最高点时,在水平方向受到牵引力水平方向受到牵引力F和阻力和阻力f,在竖直方向受到,在竖直方向受到桥面向上的支持力桥面向上的支持力N和向下的重力和向下的重力G,因为它做匀,因为它做匀速圆周运动,故合力提供向心力,由此可判断牵速圆周运动,故合力提供向心力,由此可判断牵引力等于摩擦阻力引力等于摩擦阻力变变式式训训练练4(2011年年常常德德高高一一检检测测)一一辆辆卡卡车车在在丘丘陵陵

33、地地匀匀速速行行驶驶,地地形形如如图图4321所所示示,由由于于轮轮胎胎太太旧旧,途途中中爆爆胎胎,爆爆胎胎可可能能性性最最大大的的地地段段应应是是()Aa处处 Bb处处Cc处处 Dd处处图图4321解析:解析:选选D.汽车在不同路段上的运动,可认为是汽车在不同路段上的运动,可认为是半径不同的圆周运动在半径不同的圆周运动在a、c两处有两处有mgN1mv2/r,则正压力,则正压力N1小于重力在小于重力在b、d两处有:两处有:N2mgmv2/r,则正压力,则正压力N2大于重力,又因为大于重力,又因为d处的半径小,所以轮胎在处的半径小,所以轮胎在d处受的正压力最大处受的正压力最大下列关于离心现象的说

34、法正确的是下列关于离心现象的说法正确的是()A当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都消失时,它将做背离圆心的圆周运动失时,它将做背离圆心的圆周运动C做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将沿切线做直线运动然消失时,它将沿切线做直线运动D做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突做匀速圆周运动的物体,当它所受的一切力都突然消失时,它将做曲线运动然消失时,它将做曲线运动类类型五型五离心现象的认识离心现象的认识例例

35、例例5 5【思路点拨思路点拨】 【精讲精析精讲精析】向心力是根据效果命名的,做匀向心力是根据效果命名的,做匀速圆周运动的物体所需要的向心力,是它所受的速圆周运动的物体所需要的向心力,是它所受的某个力或几个力的合力提供的,因此,它并不受某个力或几个力的合力提供的,因此,它并不受向心力和离心力的作用它之所以产生离心现象向心力和离心力的作用它之所以产生离心现象是由于是由于F合合F向向m2r,故,故A错;物体在做匀速圆错;物体在做匀速圆周运动时,若它受到的力都突然消失时,根据牛周运动时,若它受到的力都突然消失时,根据牛顿第一定律,它从这时起将做匀速直线运动,故顿第一定律,它从这时起将做匀速直线运动,故

36、C正确,正确,B、D错误错误【答案答案】C【方法总结方法总结】我们对问题的分析不仅要判断物我们对问题的分析不仅要判断物体受到哪些力,有些情况下还要明确力的特点和体受到哪些力,有些情况下还要明确力的特点和变化情况,只有正确了解物体的受力情况,才能变化情况,只有正确了解物体的受力情况,才能依据原理判断物体的运动情况,从而才能对比出依据原理判断物体的运动情况,从而才能对比出物体的不同运动情况物体的不同运动情况变变式式训训练练5物物体体做做离离心心运运动动时时,对对运运动动轨轨迹迹的的判判断正确的是断正确的是()A一定是直线一定是直线B一定是曲线一定是曲线C可能是直线也可能是曲线可能是直线也可能是曲线D可能是一个小圆可能是一个小圆解析:解析:选选C.做匀速圆周运动的物体,在合外力突做匀速圆周运动的物体,在合外力突然消失时,物体从切线方向飞出后可能做匀速直然消失时,物体从切线方向飞出后可能做匀速直线运动;当向心力不足以提供圆周运动所需的向线运动;当向心力不足以提供圆周运动所需的向心力时,物体做离心运动,即越来越远离圆心的心力时,物体做离心运动,即越来越远离圆心的运动所以,运动可能是直线也可能是曲线,但运动所以,运动可能是直线也可能是曲线,但不可能是圆周不可能是圆周

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