1、第六第六節(jié)節(jié)勻速圓周運動的實例分析勻速圓周運動的實例分析三臺縣西平中學(xué)三臺縣西平中學(xué) 胡曉松胡曉松 1、知道向心力是物體沿半徑方向的合外力。 2、知道向心力、向心加速度的公式也適用于變速圓周運動。 3、會在詳細問題中分析向心力的來源。 教學(xué)目的：1、向心力的求解公式有哪幾個？2、如何求解向心加速度？復(fù)習(xí)思索題：2 2：闡明：闡明： a a：向心力是按效果命名的力；：向心力是按效果命名的力； b b：任何一個力或幾個力的合力只需它的作用：任何一個力或幾個力的合力只需它的作用效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是物體所效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是物體所受的向心力；受的向心力； c c：不能以為做

2、勻速圓周運動的物體除了遭到：不能以為做勻速圓周運動的物體除了遭到另外物體的作用外，還要另外遭到向心力。另外物體的作用外，還要另外遭到向心力。1 1：來源：分析和處理勻速圓周運動的問題，：來源：分析和處理勻速圓周運動的問題，關(guān)鍵的是要把向心力的來源搞清楚。關(guān)鍵的是要把向心力的來源搞清楚。關(guān)于向心力關(guān)于向心力實例分析：實例1、火車轉(zhuǎn)彎： 火車在火車在平直軌道上平直軌道上勻速行駛時，勻速行駛時，所受的合力所受的合力等于等于0 0，那，那么當火車轉(zhuǎn)么當火車轉(zhuǎn)彎時，我們彎時，我們說它做圓周說它做圓周運動，那么運動，那么是什么力提是什么力提供火車的向供火車的向心力呢？心力呢？c c：由于該彈力是由輪緣和外

3、軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車質(zhì)量：由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車質(zhì)量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損壞鐵軌。很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損壞鐵軌。1 1、內(nèi)外軌道一樣高時、內(nèi)外軌道一樣高時GFNFa a：此時火車車輪受三個力：重力、支持力、外軌對輪緣的彈力。：此時火車車輪受三個力：重力、支持力、外軌對輪緣的彈力。b b：外軌對輪緣的彈力：外軌對輪緣的彈力F F提供向心力。提供向心力。 闡明：轉(zhuǎn)彎處要選擇闡明：轉(zhuǎn)彎處要選擇內(nèi)外軌適當?shù)母叨炔睿罐D(zhuǎn)內(nèi)外軌適當?shù)母叨炔睿罐D(zhuǎn)彎時所需的向心力彎時所需的向心力F F完全由完全由重力重力G G和支持力和支持力N N的合

4、力來提的合力來提供，這樣外軌就不受輪緣的供，這樣外軌就不受輪緣的擠壓了。擠壓了。轉(zhuǎn)彎處轉(zhuǎn)彎處-外軌略高于內(nèi)軌。外軌略高于內(nèi)軌。 向心力向心力2 2、外軌略高于內(nèi)軌時、外軌略高于內(nèi)軌時實例實例2 2：汽車過拱橋的問題：汽車過拱橋的問題 汽車在拱橋上以速度汽車在拱橋上以速度v v前進，橋面的圓弧半徑為前進，橋面的圓弧半徑為R R，求汽，求汽車過橋的最高點時對橋面的壓力？車過橋的最高點時對橋面的壓力？e:e:又因支持力與壓力是一對作用力與反作用力，又因支持力與壓力是一對作用力與反作用力，所以所以 rVmGF21rVmGF2壓GF壓a a：選汽車為研討對象：選汽車為研討對象b b：對汽車進展受力分析：

5、遭到重力和：對汽車進展受力分析：遭到重力和橋?qū)嚨闹С至驅(qū)嚨闹С至 c：上述兩個力的合力提供向心力、且：上述兩個力的合力提供向心力、且向心力方向向下向心力方向向下 d d：建立關(guān)系式：建立關(guān)系式：F向=G-F1=2mvr且且解析：解析：闡明：闡明： 上述過程中汽車做的不是勻速上述過程中汽車做的不是勻速圓周運動，我們?nèi)赃\用了勻速圓周運動圓周運動，我們?nèi)赃\用了勻速圓周運動的公式，緣由是向心力和向心加速度的的公式，緣由是向心力和向心加速度的公式對于變速圓周運動同樣適用。公式對于變速圓周運動同樣適用。 思索與討論2 2、請他根據(jù)上面分析汽車經(jīng)過凸形、請他根據(jù)上面分析汽車經(jīng)過凸形橋的思緒，分析一下

6、汽車經(jīng)過凹形橋的思緒，分析一下汽車經(jīng)過凹形橋最低點時對橋的壓力如圖。橋最低點時對橋的壓力如圖。這時的壓力比汽車的分量大還是小？這時的壓力比汽車的分量大還是小？1 1、根據(jù)上面的分析可以看出，汽車行駛的速度越大，汽車、根據(jù)上面的分析可以看出，汽車行駛的速度越大，汽車對橋的壓力越小。試分析一下，當汽車的速度不斷增大時，對橋的壓力越小。試分析一下，當汽車的速度不斷增大時，會有什么景象發(fā)生呢？會有什么景象發(fā)生呢？解析：解析：GF2mvrF G =F = G +2mvrF G4 4解方程，對結(jié)果進展必要的討論。解方程，對結(jié)果進展必要的討論。運用向心力公式解題的步驟：運用向心力公式解題的步驟：1 1明確研

7、討對象，確定它在哪個平面內(nèi)做圓周明確研討對象，確定它在哪個平面內(nèi)做圓周運動，找到圓心和半徑。運動，找到圓心和半徑。2 2確定研討對象在某個位置所處的形狀，進展確定研討對象在某個位置所處的形狀，進展詳細的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。詳細的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。3 3建立以向心方向為正方向的坐標，據(jù)向心力建立以向心方向為正方向的坐標，據(jù)向心力公式列方程。公式列方程。 1 1、用繩系一個小球，使它在光滑程度桌面上、用繩系一個小球，使它在光滑程度桌面上做勻速圓周運動，小球受幾個力的作用？有人做勻速圓周運動，小球受幾個力的作用？有人說，受說，受4 4個力的作用：重力、桌面的支持力、

8、個力的作用：重力、桌面的支持力、繩的拉力、向心力。這種分析對嗎？為什么？繩的拉力、向心力。這種分析對嗎？為什么？課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：不對，受三個力作用不對，受三個力作用向心力繩的拉力是它們的合力向心力繩的拉力是它們的合力O 2 2、把一個小球放在玻璃漏斗里，、把一個小球放在玻璃漏斗里，晃動幾下漏斗，可以使小球沿光滑晃動幾下漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某一程度面內(nèi)做勻速圓的漏斗壁在某一程度面內(nèi)做勻速圓周運動如圖。小球的向心力是周運動如圖。小球的向心力是由什么力提供的？由什么力提供的？是重力和漏斗壁對小球支持力是重力和漏斗壁對小球支持力的合力提供的的合力提供的F思索題？思索題？ 自行車轉(zhuǎn)彎時，稍一傾斜就過去了，摩托車自行車轉(zhuǎn)彎時，稍一傾斜就過去了，摩托車轉(zhuǎn)彎傾斜度要大一些。摩托賽車時轉(zhuǎn)彎，傾斜度轉(zhuǎn)彎傾斜度要大一些。摩托賽車時轉(zhuǎn)彎，傾斜度更大，幾乎倒