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1、中中的的圆圆周周活活生生运运动动致远新校区高一物理组致远新校区高一物理组2019、2、29第五章第第五章第7节节课前温习课前温习5分，课堂幸福分，课堂幸福45分分物体要受到指向圆心的合力称为：向心力物体要受到指向圆心的合力称为：向心力向心力的特点向心力的特点方向：总是指向圆心方向：总是指向圆心(变力变力)大小：大小：The most important汽车转弯汽车转弯OmgFNFf提供向心力提供向心力受力分析受力分析FfFf质质量量为为m m=2000kg=2000kg的的汽汽车车，在在一一段段半半径径在在R=R=20m20m的的圆圆弧弧行行水水平平弯弯道道上上行行驶驶，已已知知弯弯道道路路面
2、面和和汽汽车车轮轮胎胎之之间间的的最最大大静静摩摩擦擦力力F F=0.72mg, =0.72mg, 则则汽汽车车拐拐弯弯时时的的最最大大速速度度是是多多少少？（？（g g取取1010m/sm/s）如如图图（1）小小物物体体质质量量为为m，距距离离圆圆心心为为r，与与圆圆盘盘间间的的动动摩摩擦擦因因数数为为 ，圆圆盘盘从从静静止止开开始始转转动动，要要使使小小物物体体不不相相对对圆盘滑动，圆盘的角速度应满足什么条件？圆盘滑动，圆盘的角速度应满足什么条件？A每物体均受重力、支持力、 静摩擦力、向心力BC的向心加速度最大 CB的摩擦力最小D当圆台转速增大时， C比B先滑动， A和B同时滑动小试牛刀：
3、如图所示，A、B、C三个物体放在水平旋转的圆盘上，三物与转盘的最大静摩擦因数均为，A的质量是2m，B和C的质量均为m，A、B离轴距离为R，C离轴2R，若三物相对盘静止，则 中中心心穿穿孔孔的的光光滑滑水水平平圆圆盘盘匀匀速速转转动动，距距转转动动轴轴L L 的的位位置置有有一一质质量量为为m m 的的小小物物块块A A通通过过一一根根细细线线穿穿过过圆圆盘盘中中心心的的光光滑滑小小孔孔吊吊着着一一质质量量为为M M的的物物体体B B，小小物物块块A A与与圆圆盘盘相相对对静静止止，求盘的角速度。求盘的角速度。圆锥摆长为L的细线悬挂质量为M的小球，小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角
4、为，求(1)(1)小球圆周运动的半径小球圆周运动的半径R R为多大为多大。 (2)(2)小球所受合力向心力大小小球所受合力向心力大小。（3 3）小球的角速度大小）小球的角速度大小一一个个光光滑滑的的圆圆锥锥形形筒筒的的轴轴线线垂垂直直于于水水平平面面，圆圆锥锥筒筒固固定定，质质量量为为m m的的小小球球 沿沿着着筒筒的的内内壁壁在在水水平平面面内内做做匀匀速速圆圆周周运运动动，圆圆锥锥母母线线与与轴轴线线夹夹角角为为 ，小小球球到到锥锥面面顶顶点点的的高高为为h h，（1 1）小球的向心力和向心加速度为多少？小球的向心力和向心加速度为多少？（2 2）对圆锥面的压力为多大？）对圆锥面的压力为多大
5、？（3 3）小球的角速度和线速度各为多少？）小球的角速度和线速度各为多少？在在半半径径为为r的的匀匀速速转转动动的的竖竖直直圆圆筒筒内内壁壁上上附附着着一一物物块块，物物块块与与圆圆筒筒的的动动摩摩擦擦因因数数为为，要要使使物物块块不不滑滑下下来来，圆圆筒筒转动的角速度应满足什么条件？转动的角速度应满足什么条件？1 1、确定研究对象。、确定研究对象。、确定研究对象。、确定研究对象。WHOWHO2 2、确定圆周运动的轨道平面、确定圆周运动的轨道平面、确定圆周运动的轨道平面、确定圆周运动的轨道平面. .圆心位置圆心位置圆心位置圆心位置. .半径半径半径半径WHATWHAT3 3、受力分析、受力分析
6、、受力分析、受力分析. .WHYWHY4 4、运用平行四边形定则或正交分解法求出向心力、运用平行四边形定则或正交分解法求出向心力、运用平行四边形定则或正交分解法求出向心力、运用平行四边形定则或正交分解法求出向心力F F。5 5、根据向心力公式，选择一种形式列方程求解。根据向心力公式，选择一种形式列方程求解。根据向心力公式，选择一种形式列方程求解。根据向心力公式，选择一种形式列方程求解。圆周运动解题思路圆周运动解题思路轮缘轮缘铁轨铁轨 (轨距轨距)火车转弯火车转弯1、火车做匀速直线运动和匀速转弯、火车做匀速直线运动和匀速转弯运动状态是否相同？运动状态是否相同？GFNF弹弹2、火车在转弯时，若内外
7、轨是相平的，铁、火车在转弯时，若内外轨是相平的，铁轨如何对火车提供水平方向的向心力？轨如何对火车提供水平方向的向心力？a a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。b b：外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力。轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨轮缘与外轨间的相互作用力太大，铁轨和车轮极易受损！和车轮极易受损！3、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的、外轨对轮缘的水平弹力提供火车转弯的向心力，这种方法
8、在实际中可取吗？为什么？向心力，这种方法在实际中可取吗？为什么？例例1、火车速度为、火车速度为30m/s，弯道的半径弯道的半径R=900m，火车的质量火车的质量m=8105kg，转弯时轮缘转弯时轮缘对轨道侧向的弹力多大？对轨道侧向的弹力多大？让重力和支持力的合力提供向心力，来减让重力和支持力的合力提供向心力，来减少外轨对轮缘的挤压。少外轨对轮缘的挤压。FNGoF4、为了减轻铁轨的受损程度，你能提出、为了减轻铁轨的受损程度，你能提出一些可行的方案吗？一些可行的方案吗？小试身手：小试身手：若火车质量为若火车质量为m，转弯半径为转弯半径为r，要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角要求轨道对轮缘无挤压作用，此时轨道倾角为为 ，请问火车的速度为多大？请问火车的速度为多大？(LH知知:当当v=v0时：时：当当vv0时：时：当当vv0时：时：轮缘不受侧向压力轮缘不受侧向压力轮缘受到外轨向内的挤压力轮缘受到外轨向内的挤压力向外侧运动离心向外侧运动离心 轮缘受到内轨向外的挤压力轮缘受到内轨向外的挤压力向内侧运动向心向内侧运动向心F弹弹F弹弹讨论讨论:由由F F压压压压F FN Nmgmg水平桥水平桥水平桥水平桥拱形桥拱形桥拱形桥拱形桥凹形桥凹形桥凹形桥凹形桥小车过河F牵牵F摩摩F支支GF牵牵F摩摩F支支G上拱桥上拱桥下拱桥下拱桥
