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1、22nnvFmammrr第1頁/共109頁F Fn n kmkm2 2r r第2頁/共109頁O OO OF F向向= F= F合合= F= F第3頁/共109頁第4頁/共109頁tanmgFF 合合向向第5頁/共109頁第6頁/共109頁G GF Ff fF FN N第7頁/共109頁第8頁/共109頁第9頁/共109頁v vF FF Fn nF Ft t加速加速第10頁/共109頁r r1 1r r2 2第11頁/共109頁rmrvmFF22w 合合向向合合向向FF 向向合合n n第12頁/共109頁B B第13頁/共109頁C C第14頁/共109頁G GF Ff fF FN Nrg第1

2、5頁/共109頁第16頁/共109頁實(shí)驗(yàn)第17頁/共109頁OmOlmOrTmgF合合mgF合合F升升豎直方向豎直方向:Tcosmg水平方向水平方向:F合合=m2l sin豎直方向豎直方向:F升升 cosmg水平方向水平方向:F合合=m2rF合合mg tan第18頁/共109頁OORmmOrmgNF合合mgNF合合F合合mg tan豎直方向豎直方向:N cosmg水平方向水平方向:F合合=m2r豎直方向：豎直方向：N cosmg水平方向：水平方向：F合合=m2 R sin第19頁/共109頁OOmgTFLmgtgFF向心sinLR RmmaF2sin2Lmmgtg：cosLgR第20頁/共10

3、9頁mgmgN NF Ftan/mgF rmv /22mrtan/grv tan/rgsin/mgN AB第21頁/共109頁BCD第22頁/共109頁A AB BBAABrr2mgmgN Nf fA AABff4AD第23頁/共109頁圓圓周周運(yùn)運(yùn)動(dòng)動(dòng)速速勻勻?qū)崒?shí)例例分分析析圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問題第24頁/共109頁本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)本節(jié)課的學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道向心力是物體沿半徑方向所受的合外力提供的。、知道向心力是物體沿半徑方向所受的合外力提供的。 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)。、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)在具體問題中分析

4、向心力的來源，并進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。、會(huì)在具體問題中分析向心力的來源，并進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。第25頁/共109頁 1. 1.求汽車以速度求汽車以速度v v 過半徑為過半徑為r r 的拱橋時(shí)對(duì)拱橋的壓力？的拱橋時(shí)對(duì)拱橋的壓力？2vGNmrN NG G第26頁/共109頁 例一、質(zhì)量為例一、質(zhì)量為1000Kg1000Kg的汽車以恒定的速率的汽車以恒定的速率20m/s20m/s通過半徑為通過半徑為100m100m的拱橋，如圖所示，求汽車在的拱橋，如圖所示，求汽車在橋頂時(shí)對(duì)路面的壓力是多少？如果要使汽車對(duì)橋面的橋頂時(shí)對(duì)路面的壓力是多少？如果要使汽車對(duì)橋面的壓力為壓力為0 0，速度至少是多少？，速度至少是多少？長江

5、大橋長江大橋第27頁/共109頁 1. 1. 汽車過拱橋汽車過拱橋平拋平拋（2 2）當(dāng)）當(dāng)時(shí)時(shí),N=0.,N=0.臨界速度臨界速度grvv臨（1 1）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，時(shí)，NGNG，失重，失重，v v越大，越大，N N越小越小grv 0（3 3）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，物體做時(shí)，物體做_運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng). .臨vv 第28頁/共109頁2.2.求汽車過凹形路段最低點(diǎn)時(shí)對(duì)路面的壓力？求汽車過凹形路段最低點(diǎn)時(shí)對(duì)路面的壓力？2vNGmrN NG GvG G和和N N的合力提供汽車做圓周的合力提供汽車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定運(yùn)動(dòng)的向心力，由牛頓第二定律得：律得：可見汽車的速度越大對(duì)橋的壓力越大。可見汽車的速度越大對(duì)橋的

6、壓力越大。屬超重現(xiàn)象屬超重現(xiàn)象解得：解得：第29頁/共109頁 例一、質(zhì)量為例一、質(zhì)量為1Kg1Kg的小球經(jīng)過圓底部的速度是的小球經(jīng)過圓底部的速度是5m/s5m/s，圓的半徑是，圓的半徑是5m5m，如圖所示，求小球受到的合力，如圖所示，求小球受到的合力和支持力。和支持力。v第30頁/共109頁 1. 1. 汽車過拱橋汽車過拱橋平拋平拋（2 2）當(dāng)）當(dāng)時(shí)時(shí),N=0.,N=0.臨界速度臨界速度grvv臨（1 1）當(dāng)）當(dāng) 時(shí)，時(shí)，NGNV2.VV臨時(shí)臨時(shí), ,車輪對(duì)外軌有側(cè)壓力。車輪對(duì)外軌有側(cè)壓力。3.VV3.V ，杯底對(duì)水有一向下的力的，杯底對(duì)水有一向下的力的作用，此時(shí)水作圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力由和重

7、力的作用，此時(shí)水作圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力由和重力的合力提供。合力提供。grv (3)(3)當(dāng)當(dāng) 時(shí)，時(shí)， v規(guī)定 當(dāng)火車行駛速率當(dāng)火車行駛速率vv規(guī)定規(guī)定時(shí)，時(shí)， 當(dāng)火車行駛速率當(dāng)火車行駛速率vv規(guī)定規(guī)定時(shí)，時(shí)，GNN火車行駛速率vv規(guī)定時(shí)GNN 外軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力；內(nèi)軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力。2tanvFmFmgR向心力合第89頁/共109頁二、汽車過橋二、汽車過橋123第90頁/共109頁汽車通過橋最高點(diǎn)時(shí)，車對(duì)橋的壓力以以“凸形橋凸形橋”為例分析：為例分析：第91頁/共109頁1、分析汽車的受力情況、分析汽車的受力情況2、找圓心、找圓心3、確定、確定F合合即即F向心力向心力的方向。的方向。4、列方程

8、、列方程N(yùn)GF合合= G-NFF合向心力2vGNmR2vNGmR2vNNGmR壓力 第92頁/共109頁處理圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般步驟：處理圓周運(yùn)動(dòng)問題的一般步驟：（1）明確研究對(duì)象，找出圓周平面，確定圓）明確研究對(duì)象，找出圓周平面，確定圓心和半徑心和半徑（2）進(jìn)行受力分析，畫受力分析圖）進(jìn)行受力分析，畫受力分析圖（3）找出在半徑方向的合力，即向心力）找出在半徑方向的合力，即向心力（4）用牛頓第二定律及向心力公式結(jié)合勻速）用牛頓第二定律及向心力公式結(jié)合勻速圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)列方程求解圓周運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)列方程求解第93頁/共109頁學(xué)生分析汽車通過最底點(diǎn)時(shí)車對(duì)橋 (過水路面)的壓力 2vNGmr第94頁/共

9、109頁小結(jié)小結(jié):比較三種橋面受力的情況比較三種橋面受力的情況 （超重？（超重？ 失重？）失重？）2vNGmGr2vNGmGrN=G第95頁/共109頁vg R影片中賽車通過凸起的路面時(shí)，若減少事故，影片中賽車通過凸起的路面時(shí)，若減少事故，你能否求出賽車在最高點(diǎn)的你能否求出賽車在最高點(diǎn)的最大最大速度？速度？2vGmr第96頁/共109頁汽車速度增大汽車速度增大v思維拓展思維拓展第97頁/共109頁三、航天器中的失重現(xiàn)象思考：1、航天器在起動(dòng)上升時(shí)，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？ 2、航天器在軌道正常運(yùn)行時(shí)，航天員處在超重還是失重狀態(tài)？ 第98頁/共109頁（1）航天器加速上升時(shí)）航天器加速上升時(shí)

10、N（2）航天器正常運(yùn)行時(shí)，）航天器正常運(yùn)行時(shí)，航天員受到地球引力和航天員受到地球引力和飛船坐艙的支持力合力飛船坐艙的支持力合力提供向心力提供向心力rvmmgFN2rvmmgN2rvmmgFN2rvmmgFN2rvmmgFN2rvmmgN2rvmmgFN2rvmmgFN2rvmmgFN2mg航天員處于完全失重航天員處于完全失重狀態(tài)狀態(tài)mamgNmamgNmgmg超重超重時(shí)當(dāng)gRv 第99頁/共109頁思考：有人把航天器失重的原因說成是它離地球太遠(yuǎn)，從而擺脫了地球引力。這種說法對(duì)嗎？ 上述觀點(diǎn)是錯(cuò)誤。正是由于地球引力的上述觀點(diǎn)是錯(cuò)誤。正是由于地球引力的存在，才使航天器連同其中的人和物體存在，才使航

11、天器連同其中的人和物體環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。若沒有引力則不環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。若沒有引力則不會(huì)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。會(huì)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。第100頁/共109頁做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在向心力突然消失或合外力不足以提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力時(shí)，做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫離心運(yùn)動(dòng)。 四、離心運(yùn)動(dòng)四、離心運(yùn)動(dòng)第101頁/共109頁2、 運(yùn)動(dòng)和力的關(guān)系（1 1）當(dāng)F F合F F向時(shí)，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（2 2）當(dāng)）當(dāng)F F合合0 0時(shí)，物體時(shí)，物體沿切線方向飛出遠(yuǎn)離圓心沿切線方向飛出遠(yuǎn)離圓心（3 3）當(dāng)）當(dāng)F F合合F F向向時(shí)，物體做逐漸遠(yuǎn)離圓心時(shí)，物體做逐漸遠(yuǎn)離圓心運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)第102頁/共109頁3、離心運(yùn)動(dòng)

12、的、離心運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用應(yīng)用：離心干燥器離心沉淀器第103頁/共109頁（4）離心運(yùn)動(dòng)的防止：）離心運(yùn)動(dòng)的防止：汽車在公路轉(zhuǎn)彎處的限速轉(zhuǎn)動(dòng)的砂輪、飛輪限速思考：思考：如果物體實(shí)際提供的合力大于所需的向心力，物體將做何運(yùn)動(dòng)？第104頁/共109頁課堂訓(xùn)練 1.如圖所示，質(zhì)量分別為2m、m、m的A、B、C放在水平的圓盤上，隨圓盤在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)半徑分別為r、r、2r，當(dāng)轉(zhuǎn)速逐漸增大時(shí)，問哪一個(gè)物體首先開始滑動(dòng).ACB第105頁/共109頁ACBmgN靜f物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)2靜fmr當(dāng)物體剛好滑動(dòng)時(shí)當(dāng)物體剛好滑動(dòng)時(shí)物體能否滑動(dòng)與物體能否滑動(dòng)與m m無關(guān)無關(guān),r,r大的易滑動(dòng)，大的易滑動(dòng)， 故故C C物體首先開始滑動(dòng)物體首先開始滑動(dòng). .mgfmmff靜mgmr2rg第106頁/共109頁2 2、如圖已知：、如圖已知：A A、B B、C C三球質(zhì)量相等，三球質(zhì)量相等，A A、B B將將OCOC三等分三等分. . 求：求：OAOA、ABAB、BCBC三段繩三段繩所受拉力之比所受拉力之比. .第107頁/共109頁解題要點(diǎn)：解題要點(diǎn)：三球三球相等相等隔離法隔離法對(duì)對(duì)C：3T23CTmr對(duì)對(duì)B：2T3T223BTTmr對(duì)對(duì)A：2T1T212ATTmrrA rB rC=1 2 3TA TB TC=6 5 3第108頁/共109頁感謝您的觀看！第109頁/共109頁