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- 2021-06-01 发布
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圆周运动的实例分析(导与学)
精彩回顾:做圆周运动的物体必需什么力?向心力是否是一种特殊的力?
图1
O
O
m
实例感受:
例1、 如图1,小球在水平细绳作用下在光滑水平面内做匀速圆周运动。已知:l、m、ω。
(1)绳对小球的拉力为多少?
(2)若绳所受的最大拉力为Tm,要使小球做圆周运动,其角速度应满足什么条件?
(3)某时刻绳突然断裂,小球将作何运动?
图2
O
O
m
例2、 如图2,平台绕OO’轴匀速转动,物体相对转台静止。已知:r、m、ω。
(1)物体做匀速圆周运动的向心力是由什么力来提供的,其大小为多少。
(2)若,要使物体与转台保持相对静止,转台的角速度应满足什么条件?
总结延伸:
1、 圆周运动问题的解题方法:
2、 圆周运动问题的解题思路:
α
L
例3、 长为L的细线,拴一质量为m的小球,一端固定于O点,让其在水平面内做匀速圆周运动,如图所示,求摆线L与竖直方向的夹角为α时,(1)线的拉力的大小;(2)小球运动的线速度的大小;(3)小球运动的角速度和周期。
例4、 火车转弯问题
(1) 火车转弯时做什么运动?
(1) 转弯处内外轨一样高的缺点是什么?
如果转弯处内外轨一样高,则由( )对轮缘的( )提供向心力,这样铁轨和车轮极易受损。
(2) 实际中铁轨弯道有何特点?
l
h
转弯外轨( )内轨,这样火车在铁轨上面就构成了一个( )面,使得铁轨对火车的支持力不是( )的,而是( ),火车转弯时做圆周运动的轨道平面在( )内,当火车转弯时的速度达到某一值时,火车做圆周运动所需的向心力就恰好由( )的合力提供,这样铁轨和车轮之间就没有挤压了。
(3) 如图所示,两轨间距为l,两轨高度差为h,转弯半径为R,质量为M的火车运行时对内外轨无压力应当有多大的速度?
(4) 讨论:
θ
例1、 如图所示,高速公路转弯处,若路面向着圆心处是倾斜的,要求汽车在该处转弯时沿倾斜路面没有上下滑动的趋势,在车速v=15m/s的情况下,路面的倾角θ应多大?(已知弯道半径R=100m)
讨论(1)若路面是水平面(即θ=00)则汽车转弯时的向心力由什么力来提供的,其大小为多少?
(2)若要保证汽车在水平弯道上不打滑,则路面与轮胎间的动摩擦因数至少为多少?
例2、 拱形桥
(1) 汽车通过凸形桥最高点
受力分析:
列式求解:
(2) 汽车通过凹形桥最低点
受力分析:
列式求解:
延伸总结:
1 超重和失重
2离心与向心运动
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