摩擦力提供向心力课件

向心力计算专题(1)1、平面上的匀速圆周运动√2、斜面上的匀速圆周运动√3、竖直方向的匀速圆周运动向心力计算专题(1)1、平面上的匀速圆周运动√2、斜面上的匀1练习1：如图所示一个水平转盘，盘上距转轴0.5m处有一个质量为0.5kg的木块随盘做匀速圆周运动。木块转盘之间的最大静摩擦力为1.96N。（1）如果木块在转盘上无滑动，请画出木块的受力示意图。NGf摩1、平面一：物体随转盘一起转动情况练习1：如图所示一个水平转盘，盘上距转轴0.5m处有一个质量2（2）如果转盘的角速度为2rad/s，那么木块随转盘转动需要的向心力是：

；木块与转盘间的静摩擦力是

。解:(2)木块需要的向心力为：摩擦力提供向心力，所以：1N1NNGf摩由本题分析可归纳解圆周运动问题的一般步骤（2）如果转盘的角速度为2rad/s，那么木块随转盘转动需要3（1）明确对象。确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径r。（2）受力分析。确定研究对象在某个位置所处的状态，进行受力分析，分析哪些力提供了向心力。（3）列方程。取指向圆心方向为正方向，根据向心力公式列出方程。(4）解方程。对结果进行必要的讨论。★解决圆周运动问题的一般步骤：（1）明确对象。确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径4vf摩由牛顿第二定律可得：2、平面二：汽车在水平路面上转弯时，向心力和向心加速度的计算vf摩由牛顿第二定律可得：2、平面二：汽车在水平路面上转弯时5例：在一段半径为8m的水平弯道上，已知路面对汽车轮胎的最大静摩擦力是车重的0.8倍，则汽车拐弯时的最大速度是多少？f摩V解:如图所示：所以，汽车拐弯的安全速度是8m/s。例：在一段半径为8m的水平弯道上，已知路面对汽车轮胎的最大静6如果转弯时速度过大，所需向心力F向就增大，当F向大于最大静摩擦力fmax时，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。【思考1】为什么在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的最大速度?如何提高汽车在弯道处的速度呢？水平路面的汽车转弯时所需向心力是由静摩擦力f提供为了提高汽车在弯道处的速度，可以将公路建成倾斜的路面。如果转弯时速度过大，所需向心力F向就增大，当7练习2：在水平面上转弯和汽车，向心力是（）1、水平面对汽车的静摩擦力2、水平面对汽车的滑动摩擦力3、汽车受到的重力和水平面对汽车支持力的合力4、汽车受到的重力、水平面对汽车支持力和汽车支持力和汽车牵引力的合力A练习2：在水平面上转弯和汽车，向心力是（）A83、斜面一：汽车在倾斜路面上转弯，向心力和向心加速度的计算（假设向心力完全由支持力与重力的合力F合来提供）受力分析如图所示，则有：3、斜面一：汽车在倾斜路面上转弯，向心力和向心加速度的计算（9（1）如果摩擦力为0（2）如果（3）如果汽车有向外侧运动的趋势，所以摩擦力指向弯道里侧NmgF向汽车有向内侧运动的趋势，所以摩擦力指向弯道里侧【思考2】（1）如果摩擦力为0（2）如果（3）如果汽车有向外侧运动10在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？这几个力的关系如何？

GNFf4、斜面二：火车在倾斜铁轨上转弯模型在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？这几个力的关11那火车转弯时情况会有何不同呢？转弯与直进有何不同？转弯时谁提供向心力？那火车转弯时情况会有何不同呢？转弯与直进有何不同？转121、水平轨道上，外轨对轮缘的弹力F提供向心力。2、由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。NGFN如果轨道水平1、水平轨道上，外轨对轮缘的弹力F提供向心力。2、由于该弹力13重力G和支持力N的合力提供部分向心力，如果该合力刚好提供向心力……GNF如果轨道倾斜（里低外高）重力G和支持力N的合力提供部分向心力，如果该合力刚好提供向心14(1)当v=v0时：(2)当v>v0时：(3)当v<v0时：轮缘不受侧向压力;轮缘受到外轨向内的挤压力;轮缘受到内轨向外的挤压力。GNF【思考3】(1)当v=v0时：(2)当v>v0时：(3)当v<v15O'ωOθlmF拉mgF合F拉cosθ＝mg4、斜面三：匀速圆周运动的锥体模型（1）圆锥摆型O'ωOθlmF拉mgF合F拉cosθ＝mg4、斜面三：匀16mg（2）漏斗型θF向Nωθmg（2）漏斗型θF向Nωθ17O'ORθωmmgFNF合（3）碗内匀速圆周运动O'ORθωmmgFNF合（3）碗内匀速圆周运动18θωmOrmgF合F升θGF升Fn（4）飞机在盘旋型θωmOrmgF合F升θGF升Fn（4）飞机在盘旋型195、斜面匀速圆周运动情况对比5、斜面匀速圆周运动情况对比20例题：小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。解：小球受力分析如图所示：TGOFlθ例题：小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速21练习3：一质量为0.25kg的小球系在长度为0.8m的细绳下做圆锥摆运动，当小球的角速度是5rad/s时，求细绳与竖直方向的夹角。TGOFlθ解：小球受力分析如图所示：练习3：一质量为0.25kg的小球系在长度为0.8m的细绳下221、两个公式2、计算题解题步骤：（1）明确对象（2）受力分析（3）列出方程(4）解方程小结3、熟悉物体在平面上、斜面上和锥摆内三种匀速圆周运动的特点作业：晚修时见投影幕1、两个公式2、计算题解题步骤：（1）明确对象（2）23向心力计算专题(1)1、平面上的匀速圆周运动√2、斜面上的匀速圆周运动√3、竖直方向的匀速圆周运动向心力计算专题(1)1、平面上的匀速圆周运动√2、斜面上的匀24练习1：如图所示一个水平转盘，盘上距转轴0.5m处有一个质量为0.5kg的木块随盘做匀速圆周运动。木块转盘之间的最大静摩擦力为1.96N。（1）如果木块在转盘上无滑动，请画出木块的受力示意图。NGf摩1、平面一：物体随转盘一起转动情况练习1：如图所示一个水平转盘，盘上距转轴0.5m处有一个质量25（2）如果转盘的角速度为2rad/s，那么木块随转盘转动需要的向心力是：

；木块与转盘间的静摩擦力是

。解:(2)木块需要的向心力为：摩擦力提供向心力，所以：1N1NNGf摩由本题分析可归纳解圆周运动问题的一般步骤（2）如果转盘的角速度为2rad/s，那么木块随转盘转动需要26（1）明确对象。确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径r。（2）受力分析。确定研究对象在某个位置所处的状态，进行受力分析，分析哪些力提供了向心力。（3）列方程。取指向圆心方向为正方向，根据向心力公式列出方程。(4）解方程。对结果进行必要的讨论。★解决圆周运动问题的一般步骤：（1）明确对象。确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径27vf摩由牛顿第二定律可得：2、平面二：汽车在水平路面上转弯时，向心力和向心加速度的计算vf摩由牛顿第二定律可得：2、平面二：汽车在水平路面上转弯时28例：在一段半径为8m的水平弯道上，已知路面对汽车轮胎的最大静摩擦力是车重的0.8倍，则汽车拐弯时的最大速度是多少？f摩V解:如图所示：所以，汽车拐弯的安全速度是8m/s。例：在一段半径为8m的水平弯道上，已知路面对汽车轮胎的最大静29如果转弯时速度过大，所需向心力F向就增大，当F向大于最大静摩擦力fmax时，汽车将做离心运动而造成交通事故。因此，在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的速度。【思考1】为什么在公路弯道处，车辆行驶不允许超过规定的最大速度?如何提高汽车在弯道处的速度呢？水平路面的汽车转弯时所需向心力是由静摩擦力f提供为了提高汽车在弯道处的速度，可以将公路建成倾斜的路面。如果转弯时速度过大，所需向心力F向就增大，当30练习2：在水平面上转弯和汽车，向心力是（）1、水平面对汽车的静摩擦力2、水平面对汽车的滑动摩擦力3、汽车受到的重力和水平面对汽车支持力的合力4、汽车受到的重力、水平面对汽车支持力和汽车支持力和汽车牵引力的合力A练习2：在水平面上转弯和汽车，向心力是（）A313、斜面一：汽车在倾斜路面上转弯，向心力和向心加速度的计算（假设向心力完全由支持力与重力的合力F合来提供）受力分析如图所示，则有：3、斜面一：汽车在倾斜路面上转弯，向心力和向心加速度的计算（32（1）如果摩擦力为0（2）如果（3）如果汽车有向外侧运动的趋势，所以摩擦力指向弯道里侧NmgF向汽车有向内侧运动的趋势，所以摩擦力指向弯道里侧【思考2】（1）如果摩擦力为0（2）如果（3）如果汽车有向外侧运动33在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？这几个力的关系如何？

GNFf4、斜面二：火车在倾斜铁轨上转弯模型在平直轨道上匀速行驶的火车受几个力作用？这几个力的关34那火车转弯时情况会有何不同呢？转弯与直进有何不同？转弯时谁提供向心力？那火车转弯时情况会有何不同呢？转弯与直进有何不同？转351、水平轨道上，外轨对轮缘的弹力F提供向心力。2、由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。NGFN如果轨道水平1、水平轨道上，外轨对轮缘的弹力F提供向心力。2、由于该弹力36重力G和支持力N的合力提供部分向心力，如果该合力刚好提供向心力……GNF如果轨道倾斜（里低外高）重力G和支持力N的合力提供部分向心力，如果该合力刚好提供向心37(1)当v=v0时：(2)当v>v0时：(3)当v<v0时：轮缘不受侧向压力;轮缘受到外轨向内的挤压力;轮缘受到内轨向外的挤压力。GNF【思考3】(1)当v=v0时：(2)当v>v0时：(3)当v<v38O'ωOθlmF拉mgF合F拉cosθ＝mg4、斜面三：匀速圆周运动的锥体模型（1）圆锥摆型O'ωOθlmF拉mgF合F拉cosθ＝mg4、斜面三：匀39mg（2）漏斗型θF向Nωθmg（2）漏斗型θF向Nωθ40O'ORθωmmgFNF合（3）碗内匀速圆周运动O'ORθωmmgFNF合（3）碗内匀速圆周运动41θωmOrmgF合F升θGF升Fn（4）飞机在盘旋型θωmOrmgF合F升θGF升Fn（4）飞机在盘旋型425、斜面匀速圆周运动情况对比5、斜面匀速圆周运动情况对比43例题：小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速圆周运动的角速度ω。解：小球受力分析如图所示：TGOFlθ例题：小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角，求小球做匀速44练习3：一质量为0.25k