1、第六第六節(jié)節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析三臺(tái)縣西平中學(xué)三臺(tái)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(yùn)動(dòng)。 3、會(huì)在詳細(xì)問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源。 教學(xué)目的：1、向心力的求解公式有哪幾個(gè)？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(gè)力或幾個(gè)力的合力只需它的作用：任何一個(gè)力或幾個(gè)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(yùn)動(dòng)的物體除了遭到：不能以為做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(lái)源：分析和處理勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，：來(lái)源：分析和處理勻速圓周運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題，關(guān)鍵的是要把向心力的來(lái)源搞清楚。關(guān)鍵的是要把向心力的來(lái)源搞清楚。關(guān)于向心力關(guān)于向心力實(shí)例分析：實(shí)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(shí)，勻速行駛時(shí)，所受的合力所受的合力等于等于0 0，那，那么當(dāng)火車轉(zhuǎn)么當(dāng)火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，我們彎時(shí)，我們說(shuō)它做圓周說(shuō)它做圓周運(yùn)動(dòng)，那么運(yùn)動(dòng)，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(shí)、內(nèi)外軌道一樣高時(shí)GFNFa a：此時(shí)火車車輪受三個(gè)力：重力、支持力、外軌對(duì)輪緣的彈力。：此時(shí)火車車輪受三個(gè)力：重力、支持力、外軌對(duì)輪緣的彈力。b b：外軌對(duì)輪緣的彈力：外軌對(duì)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(dāng)?shù)母叨炔睿罐D(zhuǎn)內(nèi)外軌適當(dāng)?shù)母叨炔睿罐D(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力彎時(shí)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(lái)提的合力來(lái)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(shí)、外軌略高于內(nèi)軌時(shí)實(shí)例實(shí)例2 2：汽車過(guò)拱橋的問(wèn)題：汽車過(guò)拱橋的問(wèn)題 汽車在拱橋上以速度汽車在拱橋上以速度v v前進(jìn)，橋面的圓弧半徑為前進(jìn)，橋面的圓弧半徑為R R，求汽，求汽車過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力？車過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力？e:e:又因支持力與壓力是一對(duì)作用力與反作用力，又因支持力與壓力是一對(duì)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(duì)象：選汽車為研討對(duì)象b b：對(duì)汽車進(jìn)展受力分析：

5、遭到重力和：對(duì)汽車進(jìn)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(gè)力的合力提供向心力、且：上述兩個(gè)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(guò)程中汽車做的不是勻速上述過(guò)程中汽車做的不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，我們?nèi)赃\(yùn)用了勻速圓周運(yùn)動(dòng)圓周運(yùn)動(dòng)，我們?nèi)赃\(yùn)用了勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(duì)于變速圓周運(yùn)動(dòng)同樣適用。公式對(duì)于變速圓周運(yùn)動(dòng)同樣適用。 思索與討論2 2、請(qǐng)他根據(jù)上面分析汽車經(jīng)過(guò)凸形、請(qǐng)他根據(jù)上面分析汽車經(jīng)過(guò)凸形橋的思緒，分析一下

6、汽車經(jīng)過(guò)凹形橋的思緒，分析一下汽車經(jīng)過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力如圖。橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力如圖。這時(shí)的壓力比汽車的分量大還是小？這時(shí)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(duì)橋的壓力越小。試分析一下，當(dāng)汽車的速度不斷增大時(shí)，對(duì)橋的壓力越小。試分析一下，當(dāng)汽車的速度不斷增大時(shí)，會(huì)有什么景象發(fā)生呢？會(huì)有什么景象發(fā)生呢？解析：解析：GF2mvrF G =F = G +2mvrF G4 4解方程，對(duì)結(jié)果進(jìn)展必要的討論。解方程，對(duì)結(jié)果進(jìn)展必要的討論。運(yùn)用向心力公式解題的步驟：運(yùn)用向心力公式解題的步驟：1 1明確研

7、討對(duì)象，確定它在哪個(gè)平面內(nèi)做圓周明確研討對(duì)象，確定它在哪個(gè)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，找到圓心和半徑。運(yùn)動(dòng)，找到圓心和半徑。2 2確定研討對(duì)象在某個(gè)位置所處的形狀，進(jìn)展確定研討對(duì)象在某個(gè)位置所處的形狀，進(jìn)展詳細(xì)的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。詳細(xì)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?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)，據(jù)向心力建立以向心方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)，據(jù)向心力公式列方程。公式列方程。 1 1、用繩系一個(gè)小球，使它在光滑程度桌面上、用繩系一個(gè)小球，使它在光滑程度桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球受幾個(gè)力的作用？有人做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球受幾個(gè)力的作用？有人說(shuō)，受說(shuō)，受4 4個(gè)力的作用：重力、桌面的支持力、

8、個(gè)力的作用：重力、桌面的支持力、繩的拉力、向心力。這種分析對(duì)嗎？為什么？繩的拉力、向心力。這種分析對(duì)嗎？為什么？課堂練習(xí)：課堂練習(xí)：不對(duì)，受三個(gè)力作用不對(duì)，受三個(gè)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(gè)小球放在玻璃漏斗里，、把一個(gè)小球放在玻璃漏斗里，晃動(dòng)幾下漏斗，可以使小球沿光滑晃動(dòng)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(yùn)動(dòng)如圖。小球的向心力是周運(yùn)動(dòng)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(duì)小球支持力是重力和漏斗壁對(duì)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(shí)，稍一傾斜就過(guò)去了，摩托車自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)，稍一傾斜就過(guò)去了，摩托車轉(zhuǎn)彎傾斜度要大一些。摩托賽車時(shí)轉(zhuǎn)彎，傾斜度轉(zhuǎn)彎傾斜度要大一些。摩托賽車時(shí)轉(zhuǎn)彎，傾斜度更大，幾乎倒