生活中的圓周運(yùn)動(dòng)好

1、高一物理組 2011、3、15,必修2第五章第6節(jié),學(xué)習(xí)基礎(chǔ),物體要受到指向圓心的向心力 向心力的特點(diǎn) 方向：總是指向圓心 大?。?最重要,圓錐擺,轉(zhuǎn)盤,滾筒,經(jīng)典模型,優(yōu)化學(xué)習(xí)P23、24,汽車轉(zhuǎn)彎,提供向心力,受力分析,Ff,Ff,飛機(jī)轉(zhuǎn)彎:模擬與感受,G,N,Fn,G,N,Fn,自行車轉(zhuǎn)彎,火車軌道的特殊性,水平彎道,弊端分析：,火車質(zhì)量太大，靠這種辦法得到向心力，輪緣與外軌間的相互作用力太大，鐵軌和車輪極易受損。,向心力的來(lái)源,由外側(cè)軌道對(duì)車輪輪 緣的擠壓力F提供,F=,研究與討論,1、請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)方案讓火車沿軌道安全通過(guò)彎道？,實(shí)際火車與軌道設(shè)計(jì)中， 利用輪緣可增加小部分的向心力； 墊

2、高外軌可增加較多的向心力。,2、最佳方案,火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，外軌 道應(yīng)該適當(dāng)墊高.目的使火車通過(guò)彎道時(shí)僅受重力與軌道的支持力，即向心力完全由重力與支持力的合力提供。,求這個(gè)速度。,研究與討論,3、若火車速度與設(shè)計(jì)速度不同會(huì)怎樣？,速度過(guò)大時(shí) (2)過(guò)小時(shí),實(shí)例分析二:汽車過(guò)拱橋,豎直面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng),黃石長(zhǎng)江大橋,思考題:,為什么生活中的橋大部分是,凸形橋,而不是,凹形橋,呢?,凸橋 PK 凹橋,思考與討論,如果我們以凸形橋?yàn)槔脑? 假如車的速度特別大的話, 車將會(huì)怎樣呢?,思考與討論： 地球可以看做一個(gè)巨大的拱形橋，橋面的半徑就是地球的半徑。會(huì)不會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：速度大到一定程度時(shí)，地面對(duì)車的支持

3、力是零？這時(shí)駕駛員與座椅之間的壓力是多少？,F=m,Fm,Fm,F=0,“供”“需”是否平衡決定物體做何種運(yùn)動(dòng),離心運(yùn)動(dòng),學(xué)法指導(dǎo)：向心力公式的再理解,拓展部分,豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng) 1、桿模型 2、繩模型 3、軌道模型 4、連接體問(wèn)題 5、臨界問(wèn)題,學(xué)習(xí)基礎(chǔ)：研究圓周運(yùn)動(dòng)的要點(diǎn),從“供”“需”兩方面來(lái)進(jìn)行研究 “供”分析物體受力，求沿半徑方向的合外力 “需”確定物體軌道，定圓心、找半徑、用公式，求出所需向心力 “供”“需”平衡做圓周運(yùn)動(dòng) “供”“需”不平衡做離心運(yùn)動(dòng)或向心運(yùn)動(dòng),引入：桿長(zhǎng)為L(zhǎng)，球的質(zhì)量為m，桿連球在豎直平面內(nèi)繞軸O自由轉(zhuǎn)動(dòng)，已知在最高點(diǎn)處，桿對(duì)球的彈力大小為F=1/2mg，求

4、這時(shí)小球的即時(shí)速度大小。,解：小球所需向心力向下，本題中 F=1/2mgmg， 所以彈力的方向可能向上，也可能向下。,若F 向上，則,若F 向下，則,？,v,桿兒模型：,能過(guò)最高點(diǎn)的臨界條件：,當(dāng)速度V 時(shí), 桿兒對(duì)小球是拉力. 當(dāng)速度V 時(shí), 桿兒對(duì)小球是支持力. 當(dāng)速度V= 時(shí), 桿兒對(duì)小球無(wú)作用力.,mg,FN,F,例6、如圖所示，質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)的光滑圓軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)圓半徑為R，小球經(jīng)過(guò)圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)剛好不脫離圓軌則其通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)（ ）,A小球?qū)A環(huán)的壓力大小等于mg,B小球受到的向心力等于重力,C小球的線速度大小等于,D小球的向心加速度大小等于g,BCD,例7、如圖所示，質(zhì)

5、量可以不計(jì)的細(xì)桿的一端固定著一個(gè)質(zhì)量為m的小球，另一端能繞光滑的水平軸O轉(zhuǎn)動(dòng)。讓小球在豎直平面內(nèi)繞軸O做半徑為 的圓周運(yùn)動(dòng)，小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的線速度大小為v。下列說(shuō)法中正確的是( ),A、v不能小于,BCD,討論：,物做近心運(yùn)動(dòng),繩和內(nèi)軌模型：,mg,FN,v,重力、 繩的拉力,重力、桿的拉力或支持力,重力、外管壁的支持力或內(nèi)管壁的支持力,小結(jié)：豎直平面內(nèi)的變速圓周運(yùn)動(dòng),如圖所示，光滑圓盤中心有一個(gè)小孔，用細(xì)繩穿過(guò)小孔，兩端各系一小球A B，A B等質(zhì)量，盤上的小球A做半徑為r=20cm的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，要保持B球靜止，A球的角速度多大？,解：隔離A，據(jù) 牛二律,F= m2r,隔離B， F =

6、mg ,聯(lián)立解得=,=,r=0.2,連接體問(wèn)題,細(xì)繩一段系一質(zhì)量為M=0.6千克,的物體,靜止在水平面上,另一端通過(guò)光滑小孔吊著質(zhì)量m=0.3千克的物體,M的中心距圓孔0.2米,已知M與水平面間的最大靜摩擦力是2牛,現(xiàn)使此平面繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng),問(wèn)在什么范圍內(nèi)m會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài),mg,解：研A即將向圓心滑動(dòng)狀態(tài)，據(jù)牛二律,F=,隔離B， F = mg ,r=0.2,三 圓周運(yùn)動(dòng) 2-圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)-連接體問(wèn)題,Mg,a1,N,f,聯(lián)得,研A即將背離圓心滑動(dòng)狀態(tài)，據(jù)牛二律,F=,隔離B， F = mg ,聯(lián)得,輕桿長(zhǎng)L=1m,其兩端各連接質(zhì)量為1kg的小球，桿可繞距B端0.2m處的軸o在豎直面內(nèi)自由轉(zhuǎn)

7、動(dòng)，輕桿由水平靜止轉(zhuǎn)至豎直方向，A球在最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為4m/s，求此時(shí)B球?qū)U的作用力,A,B,rA=0.8,rB=0.2,研B最高點(diǎn)，據(jù)牛二律,mg+FB= m2rB,解 AB在同一個(gè)物體上同一時(shí)刻相同,在B通過(guò)最高點(diǎn)時(shí),FB= m2rB mg,= 1520.2 110,=5牛,由題意，OB桿對(duì)B球作用力方向向上,據(jù)牛三律 B球?qū)B桿作用力向下，大小為5N,=,三 圓周運(yùn)動(dòng) 2-圓周運(yùn)動(dòng)動(dòng)力學(xué)-連接體問(wèn)題,如圖所示，質(zhì)量為m的A B兩個(gè)物體，用細(xì)繩懸著，跨過(guò)固定在圓盤中央光滑的定滑輪，物體A據(jù)轉(zhuǎn)盤中心R,與轉(zhuǎn)盤的最大靜摩擦因數(shù)為（1），為使A相對(duì)于轉(zhuǎn)盤靜止，則轉(zhuǎn)盤的角速度取值范圍多大？

8、,利用程序法判定未知的臨界狀態(tài),2=？,？若盤不轉(zhuǎn)即=0物體A能否相對(duì)于盤靜止？,8如圖所示，長(zhǎng)為2L的輕桿，兩端各固定一小球，A球質(zhì)量為m1，B球質(zhì)量m2。過(guò)桿的中點(diǎn)O有一水平光滑固定軸，桿可繞軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)到豎直位置且A球在上端、B球在下端時(shí)桿的角速度為，此時(shí)桿對(duì)轉(zhuǎn)軸的作用力為零，則A、B小球的質(zhì)量之比為（ ）,A 1：1,D,汽車轉(zhuǎn)彎,28如圖所示，是從一輛在水平公路上行駛著的汽車后方拍攝的汽車后輪照片。 從照片來(lái)看，汽車此時(shí)正在( ) A直線前進(jìn) B向右轉(zhuǎn)彎 C向左轉(zhuǎn)彎 D不能判斷,經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調(diào)查，畫出的現(xiàn)場(chǎng)示意圖如圖所示根據(jù)圖示作出以下判斷，你認(rèn)為正確的是（ ） A