教科版高一物理必修2：第二章第3节圆周运动的实例分析 课件（49张ppt）

2.3 圆周运动的实例分析第二章 匀速圆周运动实例1：汽车过拱桥的问题汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为R，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以a：选汽车为研究对象b：对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力c：上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下d：建立关系式：F向=G-F1=2mvr且解析：说明：上述过程中汽车做的不是匀速圆周运动，我们仍使用了匀速圆周运动的公式，原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。失重思考与讨论2、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（如图）。这时的压力比汽车的重量大还是小？解析：GF2mvrF – G =F = G +2mvrF’=F > G汽车竖直方向受两个力:G、FF越大,轮胎的形变越大,易爆胎超重比较在两种不同桥面，桥面受力的情况，设车质量为m，桥面半径为R，此时速度为v。GFNGFN’失重超重aa最高点最低点方法技巧汽车过凹形桥与凸形桥的动力学分析（1）汽车通过凹形桥的最底端时做圆周运动，支持力克服重力提供向心力，即可得 ，由此可知当汽车通过最低点时速度越快，对桥面的压力越大。（2）汽车通过凸形桥的最高点时做圆周运动，重力克服支持力提供向心力，即可得 ，由此可知当汽车通过最高点时速度越快，对桥面的压力越小。（3）汽车通过凸形桥最高点行驶速度最大时，恰好只有重力提供向心力，即，这时汽车的速度为.此时 汽车对桥面刚好没有压力.（4）解方程，对结果进行必要的讨论。运用向心力公式解题的步骤：（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）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。（3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力公式列方程。实例2：“旋转秋千”7实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式小球受到哪些力的作用？向心力由什么力提供？想一想rθOGF合F结论:向心力由拉力F和重力G的合力提供实验：用圆锥摆粗略验证向心力的表达式1、实验的基本原理？从运动的角度求得F向；从受力的角度求得F合；将F向和F合进行比较2、实验需要的器材？钢球、细线