高一物理勻速圓周運動實例分析

1、1、汽車過拱橋 汽車在拱橋上以速度汽車在拱橋上以速度v v前進(jìn)，橋面的前進(jìn)，橋面的圓弧半徑為圓弧半徑為r r，求汽車過橋的最高點時對求汽車過橋的最高點時對橋面的壓力？橋面的壓力？實例分析解析解析：a a：選汽車為研究對象選汽車為研究對象b b：對汽車進(jìn)行受力分析：受到重力和橋?qū)嚨闹С至ζ囘M(jìn)行受力分析：受到重力和橋?qū)嚨闹С至 c：上述兩個力的合力提供向心力、且向心力方向向下上述兩個力的合力提供向心力、且向心力方向向下 d d：建立關(guān)系式：建立關(guān)系式：g gf f1 1mvmv2 2/r/re: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

2、rvmgf2壓gf壓且且向心力和向心加速度的公式向心力和向心加速度的公式對于對勻速圓周運動同樣適用對于對勻速圓周運動同樣適用gf1比較三種橋面受力的情況比較三種橋面受力的情況rvmgn2rvmgn2gngn實例分析2旋轉(zhuǎn)秋千小球做圓錐擺時細(xì)繩長小球做圓錐擺時細(xì)繩長l，與豎直方向成，與豎直方向成角，求小球做勻速圓周運動的角速度角，求小球做勻速圓周運動的角速度。oomgftf小球受力小球受力：豎直向下的重力豎直向下的重力g沿繩方向的拉力沿繩方向的拉力t小球的向心力：小球的向心力：由由t和和g的合力提供的合力提供解：解：lmgtgff向心小球做圓周運動的半徑小球做圓周運動的半徑sinlr 由牛頓第二

3、定律：由牛頓第二定律：rmmaf2sin2lmmgtg即：即：coslg實例分析3觀察火車轉(zhuǎn)彎 火車在平火車在平直軌道上勻直軌道上勻速行駛時，速行駛時，所受的合力所受的合力等于等于0 0，而，而當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時，我們說時，我們說它做圓周運它做圓周運動，那么是動，那么是什么力提供什么力提供火車的向心火車的向心力呢？力呢？內(nèi)外軌道一樣高時內(nèi)外軌道一樣高時c c：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)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。量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損壞鐵軌。a a：此時火車車輪受三個力

4、：重力、支持力、外軌對輪緣的彈此時火車車輪受三個力：重力、支持力、外軌對輪緣的彈 力。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。外輪外輪外軌內(nèi)軌內(nèi)軌內(nèi)輪內(nèi)輪 說明：轉(zhuǎn)說明：轉(zhuǎn)彎處要選擇內(nèi)彎處要選擇內(nèi)外軌適當(dāng)?shù)母咄廛夁m當(dāng)?shù)母叨炔?，使轉(zhuǎn)彎度差，使轉(zhuǎn)彎時所需的向心時所需的向心力力f f完全由重完全由重力力g g和支持力和支持力n n的合力來提供，的合力來提供，這樣外軌就不這樣外軌就不受輪緣的擠壓受輪緣的擠壓了。了。外軌略高于內(nèi)軌時外軌略高于內(nèi)軌時fngf水平方向水平方向類似的例子賽車轉(zhuǎn)彎賽車轉(zhuǎn)彎課堂練習(xí)：課堂練習(xí)： 把一個小球放在把一個小球放在玻璃漏斗里，晃動幾玻璃漏斗里，晃動幾下漏斗，可以使小球下漏斗，可以使小球沿光滑的漏斗壁在某沿光滑的漏斗壁在某一水平面內(nèi)做勻速圓一水平面內(nèi)做勻速圓周運動（如圖）。小周運動（如圖）。