物理必修 第二册第六章 圆周运动4 生活中的圆周运动一课一练

向心力的实例分析

一、学习目标：

（1）会在具体问题中分析向心力的来源，明确向心力是按效果命名的力。

（2）知道向心力，向心加速度的公式也适应变速圆周运动，理解如何使用。

（3）掌握应用牛顿运动定律解决圆周运动问题的一般方法，会处理水平面、竖直面的问题。

二、基础知识：

1、圆周运动向心力的大小、方向、特点：(适用于所有圆周运动)

向心力是根据力的作用效果命名的，不是一种新的性质的力。向心力的方向始终指向圆心，与线速度垂直；作用效果：只改变运动物体的速度方向，不改变速度大小。

2、圆周运动向心加速度大小、方向、特点：(适用于所有圆周运动)

向心加速度的方向始终指向圆心，与线速度垂直；物理意义：描述线速度方向改变快慢的物理量

3向心力的来源：

可以由某个力提供，可以由合力提供，可以由某个力的分力提供

匀速圆周运动：合外力提供向心力

非匀速圆周运动：指向圆心的合力提供向心力，切向力改变速度的大小，合外力不等于向心力

4、圆周运动解题步骤：

1、确定研究对象,找出轨迹、圆心、半径

2、受力分析，找向心力来源F合（指向圆心的合力）

3、据牛顿第二定律列向心力方程求解

4、检查

三、水平面内的圆周运动：

1、水平圆盘绕中心轴匀速转动，角速度ω,质量为m的木块和圆盘相对静止，一起匀速圆周运动。

（1）受力分析，找向心力来源；（2）列向心力方程；

（3）设动摩擦因数为u, 滑动摩擦力等于最大静摩擦力，

B刚好滑动时的ω是多少？

2、小球做圆锥摆时细绳长L，与竖直方向成θ角。

（1）受力分析，找向心力来源；（2）列向心力方程；

3、内壁光滑圆锥筒竖直放置，光滑小球贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动。

（1）受力分析，找向心力来源；（2）列向心力方程；

4、、竖直圆筒绕中心轴匀速转动，质量为m的木块和圆筒相对静止，一起匀速圆周运动。

（1）受力分析，找向心力来源；（2）列向心力方程；

5、汽车在水平路面转弯：

（1）受力分析，找向心力来源；（2）列向心力方程

（3）汽车速度增加的危险。

6、高速公路汽车转弯/火车转弯：弯道都是外高内底，圆周运动轨道是水平面

（1）重力和支持力合力提供向心力，找向心力来源；列向心力方程

（2）车速过大的影响

（3）车速过小的影响

四、竖直面内圆周运动：

1、汽车过凹桥（最低点）：

（1）受力分析，找向心力来源；列向心力方程；

（2）为安全过桥，速度大好还是速度小好？

2、汽车过凸桥（最高点）：

（1）受力分析，找向心力来源；列向心力方程；

（2）为安全过桥，速度大好还是速度小好？

（3）为安全过桥，速度的限制。

3、小球在竖直光滑圆形轨道内侧做圆周运动（过山车）

最低点：（1）受力分析，找向心力来源；列向心力方程；

最高点：（1）受力分析，找向心力来源；列向心力方程；

（2）为增加安全感，速度大好还是速度小好？

（3）小球能通过最高点，速度的限制。

4、不可伸长轻绳系小球在竖直面内做圆周运动

最低点：（1）受力分析，找向心力来源；列向心力方程；

最高点：（1）受力分析，找向心力来源；列向心力方程；

（2）小球能通过最高点，速度的限制。

5、不可伸长轻杆顶端固定小球在竖直面内做圆周运动

最低点：（1）受力分析，找向心力来源；列向心力方程；

最高点：（1）受力分析，找向心力来源；列向心力方程；

（2）小球能通过最高点，速度的限制。