2.3 圆周运动的实例分析(共21张PPT)

(共21张PPT)
能根据海鸥的飞行姿态判断出它正在做怎样的运动吗？
三 圆周运动实例分析
ω
O
讨论：水平面上绕自身轴匀速旋转的圆盘上放置一木块，木块相对圆盘静止，试分析木块的向心力。
木块受力：
竖直向下的重力 G
竖直向上的支持力 N
水平方向指向圆心的摩擦力 f
木块做圆周运动所需向心力：
f
由圆盘对木块的静摩擦力 f 提供
G
N
一、物体在水平面内的圆周运动
例、小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。
O
O
mg
T
小球受力：
竖直向下的重力G
沿绳方向的拉力T
小球的向心力：
由T和G的合力提供
解：
θ
L
小球做圆周运动的半径
由牛顿第二定律：
即：
F
问题1：汽车通过拱形桥时的运动可以看做圆周运动，质量为m的汽车以速度v通过拱形桥最高点时，若桥面的圆弧半径为R，则此时汽车对拱桥的压力为多大？
二物体在竖直面内做圆周运动
求汽车以速度v过半径为R的拱桥时对拱桥的压力
【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：
N
（ 1 ）由牛顿第三定律可知汽车对桥的压力N = N（２）汽车的速度越大，汽车对桥的压力越小
（３）当汽车的速度增大到 时,压力为零。
问题2：质量为m的汽车以速度v通过半径为R的凹型桥。它经桥的最低点时对桥的压力为多大？比汽车的重量大还是小？速度越大压力越大还是越小？
N
【解】G和N的合力提供汽车做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律得：
（２）可见汽车的速度越大对桥的压力越大。
（ 1 ）由牛顿第三定律可知汽车对桥的压力N = N>G
处理匀速圆周运动问题的一般步骤
（1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径；
（2）进行受力分析，画出受力分析图;
（3）求出在半径方向的合力，即向心力；
（4）用牛顿第二定律 结合
匀速圆周运的特点列方程求解。
弊端分析
火车水平转弯时情况分析
内外轨道
一样高
F
由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力F提供
车轮介绍
外轨略高于内轨
火车受力
垂直轨道面的支持力 N
N
火车的向心力来源
由G和N的合力提供
h
竖直向下的重力 G
G
F
例题
如图示 知 h , L,转弯半径R,车轮对内外轨都无压力,
质量为m的火车运行的速率应该多大
N
h
F
火车转弯应以规定速度行驶
火车行驶速率v>v规定
当火车行驶速率v>v规定时，
当火车行驶速率vG
N
N’
火车行驶速率vG
N
N’
外轨对轮缘有向内侧的压力；
内轨对轮缘有向外侧的压力。