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文档简介
1、匀速圆周运动实例分析时,物体作离心运动;时,物体靠近圆心运动。vR时,物体作圆周运动;处理匀速圆周运动问题的一般步骤:(1)确定研究对象, 进行受力分析,画出受力图;(2)找出圆周平面,确定圆心及半径;(4)列方程:X轴列向心力方程,Y轴列平衡方程,有时还有滑动摩擦力方程;(3)建立坐标: X轴沿半径所在直线,Y轴与X轴垂直,然后将各力分解;(5)依题意列出其它方程并求解。O 例一、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 GG竖直向上的支持力 NN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
2、f 提供ffffff 例二、试分析在竖直放置光滑圆锥内做匀速圆周运动小球所需的向心力。小球受力:竖直向下的重力 G垂直圆锥面的支持力 NGNF小球的向心力:由重力和支持力的合力提供例三、讨论火车转弯时所需向心力。1、内外轨道一样高时:F 向心力 F 由外侧轨道对铁轨的压力提供火车速度较快时,容易翻车!2、当外轨略高于内轨时:火车受力:竖直向下的重力 GG垂直轨道面的支持力 NNF火车的向心力:由G和N的合力提供当 时,车轮对内外轨都无压力。在外轨略高于内轨时,火车转弯时的速度 v GNF火车的向心力:由G和N的合力提供(1)当 时,车轮 对内外轨都无压力。火车行驶速率vv规定(2)当火车行驶速
3、率vv规定时, (3)当火车行驶速率vv规定时,GNN火车行驶速率vv规定时GNN外轨对轮缘有侧压力;内轨对轮缘有侧压力。例四、小球做圆锥摆时细绳长L,与竖直方向成角,求小球做匀速圆周运动的角速度。OOmgTF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:L小球做圆周运动的半径由牛顿第二定律:即:1、质量为m的汽车以恒定的速率v通过半径为r的拱桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多少?解:汽车通过桥顶时,受力情况如图。汽车通过桥顶时:GFNhFN由牛顿第二定律:由牛顿第三定律:O例五、竖直面内的匀速圆周运动r注意:汽车过桥的速度不得太大,否则N将消失,汽车将飞离桥面.由牛顿第二定律:GhNN2、汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹型桥面,如图所示,求汽车在最底部时对桥面的压力是多少?解:汽车通过底部时,受力情况如图。小节:此问题中出现的汽车对桥面的压力大于或小于车重的现象,是发生在圆周运动中的超重或失重现象 例六、如图要使小球滑到圆形轨道顶端不掉下来,小球在轨道顶端的最小速度应当是多大?已知轨道半径为R。vR解:小球在最高点的受力情况如图 由等式可看出,
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