内容正文:
匀速圆周运动F向心就是物体所受的合外力
匀速圆周运动所受的合力有何特征?
1)效果:产生向心加速度;
2)方向:总指向圆心,是个变力;
3)大小: F=ma=mυ2/r=mω2r =mωυ
4)作用:改变线速度的方向。
复习:
1、处理匀速圆周运动问题的方法是什么?
合力=向心力
2、对于变速圆周运动又该如何处理呢?
把力沿着半径方向和切线方向分解;
沿半径方向的合力=向心力
3、解决圆周运动问题的基本思想是怎样的?
“供需”平衡 物体做圆周运动
提问:
F
提供物体做圆周运动的力
物体做圆周运动所需的力
=
研究圆周运动的要点
从“供”“需”两方面来进行研究
“供”——分析物体受力,求沿半径方向的合外力
“需”——确定物体轨道,定圆心、找半径、用公式,求出所需向心力
“供”“需”平衡做圆周运动
利用牛顿第二定律列等式求得结果。
方法提炼:
§2.3 生活中的圆周运动
思考:过山车为什么在最高点也不会掉下来?
过山车
一、竖直面内的圆周运动
G
FN
FN = 0
要想保证过山车在最高点不掉下来,此时速度
物体沿竖直内轨运动
有一个竖直放置的内壁光滑圆环,其半径为R,质量为m的小球沿它的内表面做圆周运动,分析小球在最高点A的速度应满足什么条件?
A
v
mg
FN
A
练习:
如图所示,一质量为m的小球,在半径为R 光滑轨道上,使其在竖直面内作圆周运动。
(1)小球做的是什么运动?
(2)小球在运动过程中,受到哪些力?小球的运动过程有什么特点?
(3)若小球通过最高点时,小球恰好不受轨道的作用力,则小球在最高点的速度是多少?
(4)小球能在竖直平面内作圆周运动,必须满足的条件是什么?
mg
O
轨道
二、水平面内的圆周运动
提供向心力
受力分析
Ff
1、汽车转弯
思考与讨论:
2.若减少水平弯道处事故,你怎样设计转弯处的路面?
1.赛车影片中,汽车出事故的原因是什么?
F合=f静=mv2/r
O
mg
FN
Ff
弯道规定的速度取决于弯道半径和倾角
F合=mgtanθ=mv2/R
你观察过赛车弯道处的路面情况吗?
汽车赛道转弯处是外高内低
(并且超车道比主车道更加倾斜)
汽车在倾斜路面上转弯靠合力提供向心