生活中的圆周运动 课件 高一下学期物理人教版

第四节

生活中的圆周运动实例分析荡秋千过拱桥物体做匀速圆周运动：核心：

F供

(受力分析)=F需(运动性质)

力运动(、、等)题型:1已知受力，求运动。

2已知运动，求受力。步骤：1确定研究对象(轨迹，圆心，半径)

2受力分析

3动力学方程(F供=

F需)复习对于变速圆周运动同样适用，F供(合外力沿半径方向的分力)汽车过拱形桥时的运动可以看做圆周运动，那么是什么力提供汽车的向心力呢？1、汽过拱形桥凸形桥

例1：质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力．

由牛顿第三定律汽车对桥的压力N´=N＜

mg

1、汽过拱形桥凸形桥试分析:当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？当v增大时，F压减小；当时，F压=0；当时，汽车将脱离桥面，发生危险。平抛运动1、汽过拱形桥汽车过凹形桥时的运动可以看做圆周运动凹形桥

例2:下面自己分析汽车通过凹形桥最低点时，汽车对桥的压力比汽车的重力大些还是小些?1、汽过拱形桥凹形桥（1）汽车的速度越大，汽车对桥的压力越大。（2）汽车的速度越大，容易爆胎，所以应该减速慢行。1、汽过拱形桥应用

针对训练质量m＝2.0×104kg的汽车,以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为60m，如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N，则：(1)汽车允许的最大速率是多少？(2)若以所求速率行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g取10m/s2)解(1)汽车在凹形桥面的底部时故汽车在凸形桥最高点上不会脱离桥面，所以最大速率为汽车在凸形桥面的顶部时牛顿第三定律得，在凸形桥面顶部汽车对桥面的压力为“旋转秋千”中的缆绳跟中心轴的夹角与哪些因素有关？体重不同的人坐在秋千上旋转时，缆绳与中心轴的夹角相同吗？问题探究2、旋转秋千在一根长为l的细线下面系一根质量为m的小球，将小球拉离竖直位置，使悬线与竖直方向成α角，给小球一根初速度，使小球在水平面内做圆周运动，悬线旋转形成一个圆锥面，这种装置叫做圆锥摆。“旋转秋千”物理模型：圆锥摆2、旋转秋千例1：设摆球的质量为m，摆线长为l，与竖直方向的夹角为α，（重力加速度为g）求：摆球的线速度v，角速度w，周期T。OmgTFl小球做圆周运动的半径rα2、旋转秋千解:小球的向心力：由T和G的合力提供解的：OlαmgTF合(1)向心力来源：物体所受的重力和悬线对它的拉力的合力提供向心力。(2)动力学关系：F合=mgtanα＝mω2r，(3)对结果讨论获得的结论：α角度与角速度ω和绳长l有关，与质量m无关。在绳长l确定的情况下，角速度ω越大，α越大。lcosα一定，ω和T就一定。m“旋转秋千”运动可简化为圆锥摆模型问题1：小球做匀速圆周运动的角速度ω和周期T。r＝lsinα，r如图所示，两个质量不同的小球用长度不等的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的(

)A．周期相同B．线速度的大小相等C．角速度的大小相等D．向心加速度的大小相等2、旋转秋千拓展如图所示，已知绳长a=0.2m，水平杆长b=0.1m，小球质量m=0.3kg，整个装置可绕竖直轴转动，g取10m/s2，要使绳子与竖直方向成45°角．求：（1）该装置必须以多大的角速度旋转？（2）此时绳子对