高一物理必修二向心力实例

1、心心力力向向实实例例分分析析mgNf一、水平面内的圆周运动一、水平面内的圆周运动1.1.赛车在水平路面转弯赛车在水平路面转弯例例1 1：若赛车质量为若赛车质量为m m，圆轨道半径，圆轨道半径为为r r，车轮与路面之间的最大静摩擦，车轮与路面之间的最大静摩擦力为车重的力为车重的k k倍，为保证安全，赛车倍，为保证安全，赛车转弯的最大速度为多大？转弯的最大速度为多大？mgNf 思考与讨论： 你认为减少赛车滑出赛道的机率应采取你认为减少赛车滑出赛道的机率应采取什么措施？什么措施？mgN车轮介绍车轮介绍弊端分析弊端分析火车水平转弯时情况火车水平转弯时情况分析分析 内外轨道内外轨道 一样高一样高FF向心

2、力的来源由外侧轨道对车由外侧轨道对车轮轮缘的挤压力轮轮缘的挤压力F提供提供车轮介绍车轮介绍2vFFFmr向合外轨略高于内轨外轨略高于内轨火车受力火车受力垂直轨道面的支持垂直轨道面的支持力力 NN火车的向心力来源火车的向心力来源由由G和和N的合力提供的合力提供h竖直向下的重力竖直向下的重力 GGFtanFFmg向心力合火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定 当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时， 当火车行驶速率当火车行驶速率vv规定规定时，时，GNN火车行驶速率火车行驶速率vv规定规定时时GNN 外轨对轮缘有侧压力；外轨对轮缘有侧压力；内轨对轮缘有侧压力。内轨对轮缘有侧压力。2tanvF

3、mFmgR向心力合3.飞机空中盘旋时的向心力 飞机在飞行时，由于机翼上、下方的空气的流动速度不同，从而产生了升力，升力的方向垂直于机翼向上，当飞机沿直线水平飞行时，机翼水平，升力和重力平衡。如果飞机在水平飞行过程中要拐弯（转弯过程可视作一段匀速圆周运动），机翼必须倾斜，飞机才能获得做匀速圆周运动必须的向心力。如果飞机向左拐弯，机翼应怎样倾斜？倾斜后向心力是怎样产生的？ feiji.swf二、竖直面内的圆周运动二、竖直面内的圆周运动1.1.汽车过拱形桥汽车过拱形桥mgN向FNmg当当 时，时，v 取最大值取最大值N=0grv =mgN此后物体将做平抛运动此后物体将做平抛运动NmgrvmmgF22

4、.过山车过山车mgNgrv =当当N=0 时速度取最小值为时速度取最小值为rvmNmg2思考：过山车安全通过轨道最思考：过山车安全通过轨道最高点的速度至少为多大？高点的速度至少为多大？变式训练：变式训练：杂技表演中有一个杂技表演中有一个“水流水流星星”的节目：在一只水杯中装上水，然的节目：在一只水杯中装上水，然后让水杯在竖直平面内做圆周运动，水后让水杯在竖直平面内做圆周运动，水不会洒出来。这是为什么？不会洒出来。这是为什么？ 1.提供向心力的可以是物体受的某个力，可以提供向心力的可以是物体受的某个力，可以是某个力的分力，也可以是物体受的合力是某个力的分力，也可以是物体受的合力 （1）明确对象，找出圆周平面，确定圆心和半径；）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）进行受力分析，画出受力分析图;（4）根据题意，列方程求解。）根据题意，列方程求解。（3）求出在半径方向的合力，即向心力；）求出在半径方向的合力，即向心力； 总之，沿半径方向的合力，即指向