《高一物理课件：5.5《圆周运动》2（人教版必修2）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高一物理课件：5.5《圆周运动》2（人教版必修2）（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章第三节第四章第三节 (2)(2)竖直面内的圆周运动竖直面内的圆周运动复习思考题：1.向心力的求解公式有哪几个？向心力的求解公式有哪几个？2.向心力的来源有哪些？向心力的来源有哪些？线速度、角速度和周期关系线速度、角速度和周期关系向心力公式：向心力公式：说明说明不能认为做匀速圆周运动的物体除了受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，还要另外受到向到另外物体的作用外，还要另外受到向心力。心力。来源来源任何一个力或几个力的合力只要它的作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是物体所受的向心力关于向
2、心力关于向心力解圆周运动问题的基本步骤解圆周运动问题的基本步骤1.确定研究对象。确定研究对象。2.确定作圆周运动的轨道平面、圆心位置确定作圆周运动的轨道平面、圆心位置和半径。和半径。3. 受力分析画出受力示意图。受力分析画出受力示意图。4.运用平行四边形定则或正交分解法求出向运用平行四边形定则或正交分解法求出向心力心力F。5.根据向心力公式，选择一种形式列方程根据向心力公式，选择一种形式列方程求解求解汽车过拱桥汽车过拱桥FN F合合=G FF向向=mv2/rF合合= F向向 G F= mv2/rF=G mv2/r 汽车过汽车过凸形桥凸形桥FG根据上面的分析可以看出：根据上面的分析可以看出：汽车
3、行驶的速度越大，汽车对桥的压力汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。越小。当汽车的速度不断增大时，会有什么现象当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？发生呢？试分析试分析当当v v增大时，增大时，F F压压减小；减小；当当 时，时，F F压压=0=0；当当 时，汽车将脱离桥面，发生时，汽车将脱离桥面，发生危险危险。根据牛顿第三定律：根据牛顿第三定律：F压压=FN 思考与讨论思考与讨论请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分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。析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力。小？小？V比较三种桥面受力的情况比较三种桥面受力
4、的情况FN=G汽车过拱桥视频小汽车过平、凸、凹拱桥的实验.flv例例1：飞机做府冲拉起运动进，在最低点附近做半径：飞机做府冲拉起运动进，在最低点附近做半径r200m的圆周运动。如果飞行员的体重（质量）的圆周运动。如果飞行员的体重（质量）m70kg，飞机经过最低点时的速度，飞机经过最低点时的速度v360km/h，求，求这时飞行员对座位的压力多大？（这时飞行员对座位的压力多大？（g=10m/s2） 解：飞行员经过最低点时受两个解：飞行员经过最低点时受两个 力力重力重力G和座位对他的支持力和座位对他的支持力FN FN G 7010 4.2103N所以飞行员对座位的压力也为所以飞行员对座位的压力也为4
5、.2103N杂技杂技 “水流星水流星” 一根绳子系者一个盛水的杯子，演员一根绳子系者一个盛水的杯子，演员抡起来，杯子就在竖直面内做圆周运动，抡起来，杯子就在竖直面内做圆周运动，到最高点时，杯口朝下，但杯中的水不会到最高点时，杯口朝下，但杯中的水不会流下来，为什么呢？流下来，为什么呢？如图所示，当杯子以速度如图所示，当杯子以速度v转过最转过最高点时，杯中的向心力的方向向高点时，杯中的向心力的方向向下，重力提供了水做圆周运动的下，重力提供了水做圆周运动的向心力向心力则有：则有：G此时，杯中的此时，杯中的水恰不流出水恰不流出GFN若转速增大，若转速增大， 时，即时，即 时，杯中时，杯中水还有远离圆心
6、的趋势，水当然不会流出，此水还有远离圆心的趋势，水当然不会流出，此时杯底是有压力时杯底是有压力v越大，水对杯子的压力越大，水对杯子的压力FN越大越大因此，要使杯子中的水不流出，则在圆因此，要使杯子中的水不流出，则在圆周运动最高点的线速度不得小于周运动最高点的线速度不得小于例例2：以长为：以长为1m的细绳悬挂一盛水的小桶，桶中盛水的细绳悬挂一盛水的小桶，桶中盛水2kg，手拿细绳另一端使小桶在竖直平面内做圆周运，手拿细绳另一端使小桶在竖直平面内做圆周运动，小桶在最高点的线速度最小为多少时，水才不会动，小桶在最高点的线速度最小为多少时，水才不会流出来？流出来？ 解解：对对小小桶桶中中的的水水进进行行
7、受受力力分分析析：水水受受到到两两个力的作用：重力和桶底对水的支持力个力的作用：重力和桶底对水的支持力 当当FN =0时，时，最小最小图片图片 G FN 想一想：游乐园里的过山车用的又是什么原理呢？想一想：游乐园里的过山车用的又是什么原理呢？最高点：F向向= G +FN2mvr= G +FN当FN =02mvr= GFNG最低点小结2.2.在细绳带动下，物体在竖直平面的圆周运在细绳带动下，物体在竖直平面的圆周运动。要能到达最高点则必须动。要能到达最高点则必须1.1.在竖直平面内，物体在竖直平面内，物体不一定不一定是匀速圆周运是匀速圆周运 动，如荡秋千等。动，如荡秋千等。这类问题，一般会告诉在某
8、一点的瞬时速度，这类问题，一般会告诉在某一点的瞬时速度，比如最低点的速度。此时，可以用向心力公式比如最低点的速度。此时，可以用向心力公式求解。求解。 一个长为L的轻质细杆一端有一质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动。细杆带动下小球在竖直面做圆周运动细杆带动下小球在竖直面做圆周运动vLmmgF拉F向v速率为v，细杆对小球的作用力大小在最低点在最低点 （1）小球的速度为v，那么细杆对小球的作用力可以为零吗？v在最高点在最高点mg此时小球只受此时小球只受到向下的重力到向下的重力 （2）若在最高点时，小球的速率为v，那么细杆对小球的作用力可以向上吗？vmgFN在最高点在最高点F向 （3）小球的速度为v
9、，那么细杆对小球的作用力可以向下吗？vmg在最高点在最高点FN小结1.1.在竖直平面内做圆周运动不一定是匀速圆周运动。在竖直平面内做圆周运动不一定是匀速圆周运动。当然到达最高点时必须有最小速度。当然到达最高点时必须有最小速度。v(gr)v(gr)1/21/22.2.在最高点时，细杆可一是拉力也可以是支持力。在最高点时，细杆可一是拉力也可以是支持力。这一点和细绳不同，细绳只能是拉力。这一点和细绳不同，细绳只能是拉力。注意细绳和细杆的区别哦！思考与讨论思考与讨论v圆管和细杆相比较圆管和细绳相比较圆管和细杆可归为一类作业P80(6)同学们来学校和回家的路上要注意安全同学们来学校和回家的路上要注意安全
