粤教版 必修2 向心力：19张PPT

(共19张PPT)
一.匀速圆周运动的向心力
(1)大小：
(2)方向：指向圆心，与线速度垂直,方向时刻改变
(3)作用效果：改变速度方向，不改变速度大小
⒈
定义:
由向心力产生的加速度叫向心加速度。
4
物理意义:
描述速度方向变化快慢的物理量
⒉
方向:
沿半径指向圆心
⒊
大小:
或
二、向心加速度
(一)、(1)质量为m汽车在水平路面上转弯
请思考：车辆在水平路面上转弯时需要的向心力由什么力提供？
mg
N
静摩擦力f提供向心力
三、生活中的向心力
=
由牛顿第二定律
需要
提供
=
f
速度越大需要的静摩擦力越大
（2）质量为m的汽车在倾斜度为θ路面上转弯
重力mg与支持力N的合力
提供向心力
为了让车能安全转弯，高速公路弯道必须设计成倾斜的
由牛顿第二定律
N
mg
合力
需要
方法小结：
解决圆周运动的一般步骤：
(1)定圆心找半径
(2)受力分析找合力（指向圆心）
(3)
列供需方程
提供
例:汽车通过半径为R的圆形弯道，弯道的路面是水平的，路面能产生的最大静摩擦力是车重的1/10，
(1)要使汽车不滑出圆弯道，求汽车通过时的最大速度v
(2)汽车以上题中的最大速度通过，若路面不提供摩擦力，则路面必须倾斜，求倾斜角θ的正切值
解:(1)水平路面由牛顿第二定律：
其中：
由以上各式得：
车速不能超过
(2)倾斜路面时根据牛顿第二定律：
得：
其中：
(二)、火车转弯问题
观察在直行和转弯中的火车，发现有什么不同？
转弯时，火车向转弯方向倾斜
火车轮的结构
1.观察火车轮的结构，想想转弯时火车为什么不会从铁轨上掉下来？
凸起的轮缘
凸起的轮缘
N
mg
1.火车在倾斜路面上转弯
转弯时，铁路路面为什么要设计成倾斜的(内外轨道有高度差)？
解得：
重力与支持力的合力提供向心力,不需要轨道来提供
重力与支持力的合力不足以提供向心力,需要外轨道内侧的支持力来提供一部分向心力,外轨道内侧易损坏
重力与支持力的合力提供多余的向心力,需要内轨道外侧的支持力来平衡掉一部分向心力,内轨道外侧易损坏
由牛顿第二定律
火车转弯处，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是
(
)
A.通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力,所以外轨容易磨损
B.通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力,所以内轨容易磨损
C.通过弯道向心力的来源是轨道的摩擦力,所以两边轨道都磨损
D.以上三种说法都是错误的
A
(三)、飞机转弯（盘旋）问题
mg
N
N
mg
直飞时：
N-mg=0
转弯时：
F
(四)、大桥的设计
大桥设计成拱起的圆弧形有哪些好处？
比较汽车高速通过“直形桥”、“凸形桥”、“凹形桥”时对桥面的压力（取最高或最低点）
mg
N
直行时：
“凸形桥”
:
“凹形桥”
:
mg
N
车对桥的压力<重力,有利于延长桥的寿命
N-mg=0
车对桥的压力>重力，桥容易损坏
mg
N
(双选)如图所示，汽车以一定的速率运动，当它通过凸形拱桥的最高点A，水平路面B及凹形桥最低点C时的压力大小分别为FA、FB与FC，则下列说法正确的是(　　)
A．FA、FB与FC大小均等于汽车所受到的重力大小
B．FA小于汽车所受到的重力
C．FA、FB与FC大小均不等于汽车所受到的重力大小
D．FC大于汽车所受到的重力
BD
合力
需要
方法小结：
解决圆周运动的一般步骤：
(1)定圆心找半径
(2)受力分析找合力
(3)
列供需方程
提供
6．如图所示，半径为r的圆筒，绕竖直中心轴OO′旋转，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒内壁间的动摩擦因数为μ，现要使a不下落，则圆筒转动的角速度ω至少为(　　)
水平方向
竖直方向
其中:
①
②
③
解:对物块受力分析得:
由①②③得:
BD
“飞椅”游乐项目如图，长为L的钢绳一端系着座椅，另一端固定在半径为r的水平转盘边缘。转盘可绕穿过其中心的竖直轴转动。当转盘以角速度ω匀速转动时，钢绳与转轴在同一竖直平面内，与竖直方向的夹角为θ。不计钢绳的重力，求转盘转动的角速度ω与夹角θ的关系。
由①②式解得
半径为R=r+Lsinθ
解：
…①
对座椅受力分析有
mgtanθ=mω2R?
…②
(双)关于铁道转弯处内外铁轨的高度差下列说法中正确的是(
)
A.外铁轨略高于内铁轨,火车转弯时,由重力和支持力的合力提供向心力,可以使火车顺利转弯,减少车轮与铁轨间的挤压
B.内铁轨略高于外铁轨,火车转弯时,由重力和支持力的合力提供向心力,可以使火车顺利转弯,减少车轮与铁轨间的挤压
C.
火车转弯时,如果车速过大,则车轮对内侧铁轨有压力
D.火车转弯时,如果车速过大,则车轮对外侧铁轨有压力
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