導學案：向心力的實例分析

向心力的實例分析導學案【學習目標】1、知道向心力是物體沿半徑方向的合外力；向心力、向心加速度的公式也適用于變速圓周運動。2、會在具體問題中分析向心力的來源。【學習重點】掌握勻速圓周運動的向心力公式、解決有關(guān)圓周運動的實例【知識要點】一．轉(zhuǎn)彎時的向心力實例分析火車轉(zhuǎn)彎a：此時火車車輪受三個力：重力、支持力、外軌對輪緣的彈力。b：外軌對輪緣的彈力提供向心力。c：由于該彈力是由輪緣和外軌的擠壓產(chǎn)生的，且由于火車質(zhì)量很大，故輪緣和外軌間的相互作用力很大，易損害鐵軌。二、.豎直平面內(nèi)的圓周運動實例分析1、用繩系小球沿圓周運動，球恰能經(jīng)過最高點時，滿足彈力F=0,重力提供向心力mg=m得臨界速度v0=當球速度v≥v0時才能經(jīng)過最高點2、如果是用桿固定小球使球繞桿另一端做圓周運動經(jīng)最高點時，由于所受重力可以由桿給它的向上的支持力平衡，由mg－F=m=0得臨界速度v0=0當小球速度v≥0時，就可經(jīng)過最高點。3、小球在圓軌道外側(cè)經(jīng)最高點時，mg－F=m當F=0時得臨界速度v0=當小球速度v≤v0時才能沿圓軌道外側(cè)經(jīng)過最高點。三、解題步驟1、明確研究對象，確定它在哪個平面內(nèi)做圓周運動，找到圓心和半徑。2、確定研究對象在某個位置所處的狀態(tài)，進行具體的受力分析，分析哪些力提供了向心力。3、建立以向心方向為正方向的坐標，找出向心方向的合外力，根據(jù)向心力公式列方程。4、解方程，對結(jié)果進行必要的討論?！镜湫屠}】【例題】．如圖所示，輕桿長2L，中點裝在水平軸O點，兩端分別固定著小球A和B，A、B球質(zhì)量分別為m、2m，整個裝置在豎直平面內(nèi)做圓周運動，當桿繞O轉(zhuǎn)動到某一時刻，A球到達最高點，此時球A與桿之間恰好無相互作用力，求此時O軸所受力的大小和方向。。AB。ABO圖用力為F，即O軸所受作用力為F，則：對A球有：mg=……（1）對B球有：F-2mg=2……（2）由（1）（2）可求得：F=4mg?！具_標訓練】1.關(guān)于鐵道轉(zhuǎn)彎處內(nèi)外鐵軌間有高度差，下列說法中正確的是（）A.可以使火車順利轉(zhuǎn)彎，減少車輪與鐵軌間的摩擦B.火車轉(zhuǎn)彎時，火車的速度越小，車輪對內(nèi)側(cè)的鐵軌測側(cè)向壓力越小C.火車轉(zhuǎn)彎時，火車的速度越大，車輪對外側(cè)的鐵軌測側(cè)向壓力越大D.外鐵軌略高于內(nèi)鐵軌，使得火車轉(zhuǎn)彎時，由重力和支持力的合力提供了部分向心力圖1θ2.如圖1所示，在高速公路的拐彎處，路面筑得外高內(nèi)低，即當車向左拐彎時，司機右側(cè)的路面比左側(cè)的要高一些，路面與水平面間的夾角為θ。設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時車輪與路面之間的橫向（即垂直于前進方向）摩擦力等于0，θ圖1θA.

B.C.D.圖2OCABO′D3、如圖2所示，OO′

為豎直轉(zhuǎn)動軸，MN為固定在OO′

上的水平光滑桿。有兩個質(zhì)量相等的金屬球A、B套在水平桿上，AC、BC為抗拉能力相同的兩根細繩，C端固定在轉(zhuǎn)動軸圖2OCABO′DA．AC繩先斷，A球做離心運動B．BC繩先斷，B球做離心運動C．兩繩同時斷，A、B兩球同時做離心運動D．不能確定哪根繩先斷4、汽車的速度是72km/h時通過凸形橋最高點，對橋的壓力是車重的一半，則圓弧形橋面的半徑為；當車速為