3.3 离心现象（二）课件-2024-2025学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册

3.3 离心现象（二） 为什么桥的外形都是凸起的而没有凹陷的？ 这样的设计跟向心力又有什么关系呢？ 导入新课 新课教学 二、竖直面内的圆周运动 由牛顿第三定律得： N mg 解：对汽车mg与N二力平衡， N=mg 1. 汽车通过平桥时，对桥面的压力多大？ 汽车通过平桥时，对桥面的压力F压=N=mg 2. 一辆质量为m的汽车，当它以速度v通过半径为r 的拱桥最高点时， 对拱桥的压力多大？ 解：mg和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力， 可见汽车的速度越大对桥的压力越小。 N mg 当 0 时汽车对桥的压力为零。（临界速度） 汽车脱离桥面， 做平抛运动。 失重状态 由牛顿第三定律得： 由牛顿第二定律得： ∴汽车对拱桥的压力为： 当v大于v0时，汽车会做什么运动？ N mg 超重状态 3. 一辆质量为m的汽车，当它以速度v通过半径为r 的凹形桥 最低点时，对桥面的压力多大？ 解：mg和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力， 由牛顿第三定律得： 由牛顿第二定律得： ∴汽车对桥面的压力为： 可见汽车的速度越大对桥面的压力就越大。 如果汽车通过凹形桥的速度增大，会出现什么情况？ 容易破胎 比较三种桥面受力的情况 N = mg mg N mg mg N N 失重 超重 1. 一辆卡车在丘陵地匀速率行驶，地形如图所示，由于轮胎太 旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是( ) A. a处  B. b处   C. c处    D. d处 练 一 练 a b c d D 2、如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时， 关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( ) A. 在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B. 在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力 C. 汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D. 汽车对桥面的压力大于汽车的重力 BC 思考：过山车为什么在最高点也不会掉下来? O 讨论： 小球偏离原运动轨迹，不能通过最高点 ⑴轻绳和外轨模型（最高点） 模型一 mg N v 最高点： 当N＝0时： 则： ①当　　　　时， ②当　　　　时， ③当　　　　时， 轨道提供支持力 绳子提供拉力 小球模拟过山车 O v ⑵轻杆和双轨模型（最高点） 能过最高点的临界条件: mg N N =0 N N 模型二 当 时， ①当速度 时, ②当速度 时, ③当速度 时, 杆和轨道对小球无作用力。 杆既可以提供拉力， 也可以提供支持力 杆对小球是拉力; 外轨对小球有向下的压力。 杆对小球是支持力; 内轨对小球有向上的支持力。 物理情景 图示 在最高点的临界特点 做圆周运动条件 细绳拉着小球在竖直平面内运动 T=0 在最高点时速度应 不小于 小球在竖直放置的光滑圆环内侧运动 N=0 在最高点时速度应不小于 小球固定在轻杆上在竖直面内运动 v>0 F向>0 F向＝N＋mg 或F向＝mg－N 在最高点速度应大于0 小球在竖直放置的光滑管中运动 v>0 F向>0 F向＝N＋mg 或F向＝mg－N 在最高点速度应大于0 课堂小结 1. 如图所示，长为L的细线一端固定，另一端系一质量为m的小 　球。小球在竖直平面内摆动，通过最低点时的速度大小为v， 　则此时细线对小球拉力的大小为（ 　　 ） A．mg B． C． D． 课堂练习 D 2. （多选）如图，轻质细杆的一端与小球相连，可绕过O点的 水平轴自由转动，现给小球一初速度，使它在竖直平面内做 圆周运动，图中a、b分别表示小球轨道的最低点和最高点。 则杆对球的作用力可能是( ) A．a处为拉力，b处为拉力 B．a处为拉力，b处为压力 C．a处为压力，b处为拉力 D．a处为压力，b处为压力 AB 3. 把盛水的小水桶拴在长为l的绳子的一端，使这个小水桶在竖直 平面内做圆周运动，要使水在小水桶转到最高点时不从桶里流 出来，这时水桶转动的角速度至少应该是（ ） A． B． C． D． C Lavf57.83.100 Lavf57.83.100 $$