1. 平面上的勻速圓周運動 2. 斜面上的勻速圓周運動 3. 垂直方向的勻速圓周運動 練習(xí) 1:如圖所示,在距離 0.5m 處有一個質(zhì)量為 0.5kg 的水平轉(zhuǎn)盤。旋轉(zhuǎn)軸。 木塊隨圓盤作勻速圓周運動。 木塊與轉(zhuǎn)盤之間的最大靜摩擦力為1.96N。 (1) 如果木塊在轉(zhuǎn)盤上不滑動,請畫出木塊的受力圖。 (2) 若轉(zhuǎn)盤的角速度為2rad/s,則木塊隨轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動所需的向心力為: 木塊與轉(zhuǎn)盤之間的靜摩擦力為: 木塊所需的向心力為: 摩擦力提供向心力,故: 1N1N0.50.5 ((11)澄清物體。) 澄清物體。 確定在哪個平面做圓周運動,確定在哪個平面做圓周運動,求圓心和半徑斜面運動受力示意圖,求圓心和半徑rr。 。 ((22)力分析。)力分析。 確定研究對象在某一位置的狀態(tài),進行受力分析,分析哪些力提供向心力。 狀態(tài),執(zhí)行力分析以分析哪些力提供向心力。 ((33)列出方程。)列出方程。 以指向圓心的方向為正方向,根據(jù)向心力,以指向圓心的方向為正方向,根據(jù)向心力公式,建立方程。 力公式列出了方程。 (4) 求解方程。 )求解方程。 對結(jié)果進行必要的討論。 對結(jié)果進行必要的討論。 解決圓周運動問題的一般步驟: 根據(jù)牛頓第二定律,我們可以得到: 2. 平面 2: 汽車在水平道路上轉(zhuǎn)彎時,向心力和向心加速度的計算示例: 在一條水平曲線上,半徑為8m斜面運動受力示意圖,已知路面對汽車輪胎的最大靜摩擦力為汽車重量的0.8倍。 汽車轉(zhuǎn)彎時的最高速度是多少? 解:如圖:因此,小車轉(zhuǎn)彎的安全速度為8m/s。
如果轉(zhuǎn)彎時速度太高,所需的向心力FF就會增大。 當(dāng)FF大于最大靜摩擦力時,小車將發(fā)生離心運動。 造成交通事故。 因此,公眾會進行離心運動,造成交通事故。 因此,車輛在彎道上不得超過規(guī)定的速度。 車輛在彎道上行駛時不得超過規(guī)定速度。 [[思考11]]為什么車輛會在道路上彎道行駛? 為什么車輛在高速公路彎道行駛時不得超過規(guī)定的最高車速? 如何改進汽車? 如何提高汽車的彎道性能? 速度怎么樣? 過彎時的速度怎么樣? 汽車在平坦路面轉(zhuǎn)彎時,汽車在平坦路面轉(zhuǎn)彎時所需的向心力就是向心力。 向心力由靜摩擦力f提供。 為了提高汽車在彎道上的速度,公式可以是 Speed物理資源網(wǎng),可以把路面修成斜坡。 這條路的路面是傾斜的。 1.轎廂在水平面上的靜摩擦力 2.轎廂在水平面上的滑動摩擦力 3.轎廂重力與轎廂在水平面上的支撐力的合力 4.轎廂上的重力、轎廂對水平面的支撐力以及轎廂的支撐力與轎廂牽引力的合力 3、傾斜度?? 1:當(dāng)汽車在傾斜路面轉(zhuǎn)彎時,向心力和向心加速度的計算(假設(shè)向心力完全由支撐力和重力的合力F提供) (1) 如果摩擦力為0 (2) 如果tan (3) 如果汽車有有向外側(cè)移動的趨勢,所以摩擦力指向曲線內(nèi)側(cè) tan 汽車有向曲線內(nèi)側(cè)移動的趨勢,所以摩擦力指向曲線內(nèi)側(cè)【思考22】】在直線軌道上勻速行駛的火車有多少力作用? 這些力量之間有何關(guān)系? 那么火車轉(zhuǎn)彎時會發(fā)生什么呢? 轉(zhuǎn)彎和直行有什么區(qū)別? 轉(zhuǎn)彎時誰提供向心力? 1、在水平軌道上,外軌對輪緣的彈力F提供向心力。
2、由于彈力是輪緣與外軌擠壓產(chǎn)生的,且由于列車質(zhì)量較大,輪緣與外軌之間的相互作用力很大,很容易損壞鋼軌。 如果軌道水平重力G和支撐力N的合力提供了部分向心力,如果合力只提供向心力……當(dāng)當(dāng)vv==vv00當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng)輪輞不受側(cè)向壓力; 輪輞不受側(cè)向壓力;; 輪緣受到外壓力 由于鋼軌向內(nèi)擠壓力,輪緣受到外軌向內(nèi)擠壓力; 輪緣受到內(nèi)軌向外的擠壓力。 輪緣被內(nèi)軌向外壓。 [[思考33]],斜線3:勻速圓周運動的圓錐模型((11)圓錐擺型) 圓錐擺型((22)漏斗型) 漏斗型((33)碗內(nèi)勻速圓周運動) 內(nèi)部碗 勻速圓周運動 ((44) 飛機懸停式) 飛機懸停式 例題:球作圓錐擺時,弦長 L 與垂直方向形成角度 θ。 求小球作勻速圓周運動的角速度ω。 解:球的受力分析如圖: 練習(xí)3:將質(zhì)量為0.25kg的小球系在長0.8m的繩子上,做圓錐擺運動。 當(dāng)球的角速度為5rad/s時,求繩子與垂線的夾角。 ., 兩個公式 2. 解決計算問題的步驟: (1) 識別物體 (2) 受力分析 (3) 列出方程組 (4) 解方程組小結(jié) 3. 熟悉物體在平面、斜面上的情況曲面與圓錐擺三種勻速圓周運動的特性:后期修復(fù)時看投影屏幕