沪科版（上海）物理高一第二学期（试用版）-第四章 A 圆周运动的案例分析 课件

圆周运动的案例分析 游乐场中的过山车 摩 托 车 转 弯 自 行 车 比 赛 Ｆ１赛车转弯 火 车 转 弯 一、向心加速度、向心力的计算公式 二、向心力的来源： 1、来源：分析和解决匀速圆周运动的问题，关键是要把向心力的来源搞清楚。 以下物体所做的圆周运动,向心力由谁来提供? O （1） （2） （3） 细绳系一小球使小球 在光滑水平面上做匀 速圆周运动 物块放在圆盘上随圆盘一起转动 细绳系一小球在水平面上做圆锥摆运动 说明：一个力、一个力的分力、或几个力的合力都可以提供向心力。 三、解决圆周问题的思路 （1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。 （2）对研究对象进行具体的受力分析。 （3）建立坐标系（向心方向为一个坐标轴的正方向。) （4）在半径方向根据牛顿第二定律列方程。 （5）求解得出结论。 例1、如图所示，一质量为0.5kg的小球，用0.4m长的细线拴住在竖直面内作圆周运动，求：（1）当小球在圆上最高点速度为4m/s时，细线的拉力是多少？ （2）当小球在圆下最低点速度为10m/s时，细线的拉力是多少？（g=10m/s2） （1）F1=15N （2）F2=130N 例2：比较三种桥面受力的情况 N=G mg N F 例3、如图所示，一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动，则 A.球A的线速度一定大于球B的线速度. B.球A的角速度一定小于球B的角速度. C.球A的运动周期一定小于球B的运动周期. D.球A对筒壁的压力一定大于球B对筒壁的压力 AB 火车转弯 案例分析4－火车转弯 外轨略高于内轨时 转弯处--外轨略高于内轨 例4、火车以半径r = 900 m转弯，火车质量为8×105kg ，轨道宽l=1.4m，外轨比内轨高h=14cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？ FN mg F θ l h 答案： 改为m/s 内外轨道一样高时 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。 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提供向心力。 外轮 外轨 内轨 内轮 四、物体做匀速圆周运动、离心运动、向心运