高一物理生活中的向心力.ppt

生活中的向心力 综合复习课 一 物体在水平平面内的圆周运动 向心力由路面对车轮的侧向静摩擦力提供F向 f静 汽车在倾斜的路面转弯 N G F向 向心力由倾斜路面对汽车的支持力和重力的合力提供F向 mgtan 水平路面上转弯 圆锥摆 G F向 向心力由细绳的拉力和重力的合力提供F向 F mgtan 水平圆盘上放置的物体 1 有细绳 向心力由静摩擦力 细绳的拉力提供2 没有细绳 盘面对物体的静摩擦力提供向心力F向 f静 f G N F向 f F G 洗衣机脱水桶内的衣服 向心力由洗衣机脱水桶桶壁对衣服的支持力提供F向 N 向心力是按效果命名的力 千万不要认为做匀速圆周运动的物体另外还受到一个向心力的作用 结论 做匀速圆周运动的物体所需的向心力由提供 合力 二 物体在竖直平面内的圆周运动 竖直平面内的圆周运动一般情况下是变速圆周运动 中学阶段只研究物体通过最高点或最低点的情况 并且经常出现临界状态 分析思路 2 找出指向匀速圆周运动圆心的某个力或几个力的合力 即向心力 3 列式计算 求出v T等物理量 受力分析 求合力 F合 F向 1 分析物体受力 1 汽车通过拱桥 汽车通过拱桥顶部 或底部 时 对桥面的压力大小不等于重力 向心力由重力和拱桥对汽车支持力的合力提供 F向 G NN G F向 N GN G 2 用细绳栓着的小球 在竖直平面内的圆周运动通过最高点的情况 临界条件 小球到达最高点时细绳的拉力刚好等于0 此时小球的重力刚好提供其做圆周运动的向心力 G 能通过最高点的条件 此时细绳开始对小球产生拉力 不能通过最高点的条件 球还没有到达最高点就脱离了轨道 例1 长为R 0 4m的轻绳一端固定在O点 另一端拴质量为m 0 4kg的小球 如果要让小球在竖直平面内绕O点作圆周运动 1 小球在圆周最高点的速度至少为多少 2 如果小球在最高点的速度v 5m s 轻绳对小球的作用力是多少 拓展 如把轻绳改为轻杆 分析小球速度与轻杆对球作用力的关系 V 2m s 分析 小球在最高点的速度v能否为1m s 轻绳对小球有作用力吗 小球做何运动 F 21N 例2 长为R 0 4m的轻杆一端固定在O点 另一端拴质量为m 0 4kg的小球 如果要让小球在竖直平面内绕O点作圆周运动 1 小球在圆周最高点的速度至少为多少 2 如果小球在最高点的速度v 5m s 轻杆对小球的作用力是多少 V 0m s F 21N 分析 如果小球在最高点的速度v 1m s 轻杆对小球有作用力吗 小球做何运动 轻杆对小球有向上的支持力 小球做圆周运动 如球在空心圆形轨道内做圆周运动 又该如何分析 能通过最高点的条件 3 用轻杆连着的小球或小球在空心圆形轨道内 在竖直平面内的圆周运动通过最高点的情况 当 此时轻杆 轨道外侧 对球产生拉力 压力 重力与支持力合力提供向心力 当 此时轻杆 轨道 对球的作用力为0 重力提供向心力 当 此时轻杆 轨道内侧 对球提供支持力 重力与支持力的合力提供向心力 例3 长度为0 5m的轻质细杆OA A端有一质量为3kg的小球 以O点为圆心 在竖直平面内做圆周运动 如图所示 小球通过最高点时的速度为2m s 取g 10m s2 则此时轻杆OA将 A 受到6 0N的拉力B 受到6 0N的压力C 受到24N的拉力D 受到54N的拉力 B 2 能通过最高点的条件 此时细绳开始对小球产生拉力 3 不能通过最高点的条件 球还没有到达最高点就脱离了轨道 小结 1 用细绳栓着的小球 在竖直平面内的圆周运动通过最高点的情况 1 临界条件 小球到达最高点时细绳的拉力刚好等于0 此时小球的重力刚好提供其做圆周运动的向心力 3 当 此时轻杆 轨道外侧 对球产生拉力 压力 重力与支持力合力提供向心力 1 当 此时轻杆 轨道 对球的作用力为0 重力提供向心力 2 当 此时轻杆 轨道内侧 对球提供支持力 重力与支持力的合力提供向心力 2 用轻杆连着的小球或小球在空心圆形轨道内 在竖直平面内的圆周运动通过最高点的情况 讨论 做匀速圆周运动的物体所受合外力一定是向心力吗 做匀速圆周运动的物体所受合外力一定是向心力 如果物体做的是非匀速圆周运动 合外力还一定是向心力吗 例4 质量为m的物块 沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下 半球形金属壳竖直放置 开口向上 滑到最低点时速度大小为V 若物体与球壳之间的摩擦因数为 则物体在最低点时 受到的合力就是向心力吗 方向是指向圆心吗 如果物体做的是非匀速圆周运动 合外力不一定是向心力 但物体与所处半径方向上的合力就是向心力 N G f F向 3 1 做匀速圆周运动的物体所受合外力就是向心力 2 如果物体做的是非匀速圆周运动 合外力不一定是向心力 但物体与所处半径的连线方向上的合力就是向心力 课后练习 学习册P55 18