向心力及向心加速度的求解公式

向心力及向心加速度的求解公式第一頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二

在日常生活中有很多圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例：騎自行車、摩托車轉(zhuǎn)彎，汽車、火車轉(zhuǎn)彎，車通過(guò)凸形橋、凹形橋，飛機(jī)作俯沖拉起運(yùn)動(dòng)等都是圓周運(yùn)動(dòng)，這些運(yùn)動(dòng)的向心力的來(lái)源是什么？下面我們就通過(guò)幾個(gè)具體問(wèn)題來(lái)分析向心力的來(lái)源。

第二頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二第六節(jié)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析第三頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二1、進(jìn)一步理解向心力是物體沿半徑方向的合外力。2、進(jìn)一步理解向心力、向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)(各物理量必須為同一時(shí)刻的瞬時(shí)值)。3、會(huì)在具體問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源。

教學(xué)目標(biāo)：第四頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二實(shí)例分析：實(shí)例1、火車轉(zhuǎn)彎：

第五頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二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，易損壞鐵軌。1、內(nèi)外軌道一樣高時(shí)GFNFa：此時(shí)火車受力：重力、支持力、機(jī)車的牽引力、空氣及鐵軌的阻力、外軌對(duì)輪緣的彈力。b：外軌對(duì)輪緣的彈力F提供向心力。F=mv2/r

第六頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二說(shuō)明：轉(zhuǎn)彎處要選擇內(nèi)外軌適當(dāng)?shù)母叨炔?，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力F完全由重力G和支持力N的合力來(lái)提供，這樣外軌就不受輪緣的擠壓了。轉(zhuǎn)彎處--外軌略高于內(nèi)軌。向心力2、外軌略高于內(nèi)軌時(shí)第七頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二實(shí)例2：汽車過(guò)拱橋的問(wèn)題汽車在拱橋上以速度v前進(jìn)，橋面的圓弧半徑為R，求汽車過(guò)橋的最高點(diǎn)時(shí)對(duì)橋面的壓力？e:又因支持力與壓力是一對(duì)作用力與反作用力，所以a：選汽車為研究對(duì)象b：對(duì)汽車進(jìn)行受力分析：受到重力和橋?qū)嚨闹С至：上述兩個(gè)力的合力提供向心力、且向心力方向向下d：建立關(guān)系式：F向=G-F1=2mvr且解析：說(shuō)明：上述過(guò)程中汽車做的不是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，我們?nèi)允褂昧藙蛩賵A周運(yùn)動(dòng)的公式，原因是向心力和向心加速度的公式對(duì)于變速圓周運(yùn)動(dòng)同樣適用。失重第八頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二

思考與討論2、請(qǐng)你根據(jù)上面分析汽車通過(guò)凸形橋的思路，分析一下汽車通過(guò)凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對(duì)橋的壓力（如圖）。這時(shí)的壓力比汽車的重量大還是?。?、根據(jù)上面的分析可以看出，汽車行駛的速度越大，汽車對(duì)橋的壓力越小。試分析一下，當(dāng)汽車的速度不斷增大時(shí)，會(huì)有什么現(xiàn)象發(fā)生呢？解析：GF2mvrF–G=F=G+2mvrF’=F>G汽車豎直方向受兩個(gè)力:G、FF越大,輪胎的形變?cè)酱?易爆胎飛離橋面完全失重超重第九頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二（4）解方程，對(duì)結(jié)果進(jìn)行必要的討論。運(yùn)用向心力公式解題的步驟：（1）明確研究對(duì)象，確定它在哪個(gè)平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，找到圓心和半徑。（2）確定研究對(duì)象在某個(gè)位置所處的狀態(tài)，進(jìn)行具體的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。（3）建立以向心方向?yàn)檎较虻淖鴺?biāo)，據(jù)向心力公式列方程。第十頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二實(shí)例3：

“水流星”模型雜技演員表演“水流星”節(jié)目，我們發(fā)現(xiàn)不管演員怎樣掄，水都不會(huì)從杯里灑出，甚至杯子在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，已經(jīng)杯口朝下，水也不會(huì)從杯子里灑出。這是為什么？

取杯中的水為研究對(duì)象:杯中的水是在豎直平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)

在最高點(diǎn)時(shí)受到兩個(gè)力的作用：重力Ｇ和杯底對(duì)水的彈力Ｎ

有:N+mg=mv2/r第十一頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二思考題？自行車轉(zhuǎn)彎時(shí)，稍一傾斜就過(guò)去了，摩托車轉(zhuǎn)彎傾斜度要大一些。摩托賽車時(shí)轉(zhuǎn)彎，傾斜度更大，幾乎倒在地上。問(wèn)：什么力提供向心力？向心力與傾斜度有關(guān)嗎？有何關(guān)系？解答：由地面對(duì)車的靜摩擦力提供有關(guān)系，傾斜度越大，向心力越大第十二頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二作業(yè)：P98

4、54、補(bǔ)充：汽車以多大的速度駛過(guò)橋頂時(shí)，汽車對(duì)橋面的壓力為零？

第十三頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二1、用繩系一個(gè)小球，使它在光滑水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，小球受幾個(gè)力的作用？有人說(shuō)，受4個(gè)力的作用：重力、桌面的支持力、繩的拉力、向心力。這種分析對(duì)嗎？為什么？課堂練習(xí)：不對(duì)，受三個(gè)力作用向心力（繩的拉力）是它們的合力O第十四頁(yè)，共十五頁(yè)，編輯于2023年，星期二2、把一個(gè)小球放在玻璃漏斗