必修2科教版第二章圆周运动第三节圆周运动的实例分析（34张PPT）

圆 周 运 动 的 实 例 分 析 一、汽车过拱形桥 问题1：汽车通过拱形桥时的运动可以看做圆周运动，质量为m的汽车以速度v通过拱形桥最高点时，若桥面的圆弧半径为R，则此时汽车对拱桥的压力为多大？ * 求汽车以速度v过半径为R的拱桥时对拱桥的压力？ 【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得： （ 1 ）由牛顿第三定律可知汽车对桥的压力N´= N<G （２）汽车的速度越大，汽车对桥的压力越小 汽车开始做平抛运动． （３）当汽车的速度增大到 时,压力为零。 N G * 问题2：质量为m的汽车以速度v通过半径为R的凹型桥。它经桥的最低点时对桥的压力为多大？比汽车的重量大还是小？速度越大压力越大还是越小？ 【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得： （２）可见汽车的速度越大对桥的压力越大。 （ 1 ）由牛顿第三定律可知汽车对桥的压力N´= N>G 二、汽车过凹形桥 N G 问题：“旋转秋千”中的缆绳跟中心轴的夹角与哪些因素有关？体重不同的人坐在秋千上旋转时，缆绳与中心轴的夹角相同吗？ 三、“旋转秋千” “旋转秋千”的运动经过简化，可以看做如下的物理模型：在一根长为l的细线下面系一根质量为m的小球，将小球拉离竖直位置，使悬线与竖直方向成α角，给小球一个初速度，使小球在水平面内做圆周运动，悬线旋转形成一个圆锥面，这种装置叫做圆锥摆。 例、小球做圆锥摆时细绳长l，与竖直方向成α角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。 小球受力： 竖直向下的重力G 沿绳方向的拉力T 小球的向心力： 由T和G的合力提供 解： l α O mg T F 小球做圆周运动的半径 由牛顿第二定律： 即： r 由此可见，缆绳与中心轴的夹角跟“旋转秋千”的角速度和绳长有关，而与所乘坐人的体重无关，在绳长一定的情况下，角速度越大则缆绳与中心轴的夹角也越大。想一想，怎么样求出它的运动周期？ 1、火车车轮的结构特点： 火车车轮有突出的轮缘 四、火车转弯 2、火车转弯 向右转 （1）火车转弯处内外轨无高度差 N G （1）火车转弯处内外轨无高度差 外轨对轮缘的弹力F就是使火车转弯的向心力 火车质量很大 外轨对轮缘的弹力很大 外轨和外轮之间的磨损大， 铁轨容易受到损坏 向右转 N G F R V2 根据牛顿第二定律F=m