圆周运动实例 离心现象【本讲教育信息】一
教学内容: 圆周运动的实例分析、离心现象、曲线运动综合练习二
知识归纳与总结 1
用向心力公式解题的一般方法: (1)明确研究对象,必要时要将它从转动系统中隔离出来; (2)找出物体圆周运动的轨道平面,从中找出圆心和半径; (3)对研究对象做受力分析,分析是哪些力提供了向心力 (4)建立正交坐标(以指向圆心方向为 x 轴的正向 ),将力正交分解到坐标轴方向; 注意:列方程时要注意力、速度、运动半径的对应关系;有些问题还需配合其他辅助手段,需要具体问题具体分析
离心运动:做匀速圆周运动的物体,在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动
向心运动和离心运动产生的原因(如图所示,向心力用 Fn表示)
(4)当 Fn=0 时,即向心力消失时,半径 R 趋于无限大,物体将沿切线方向飞出
所以,向心运动和离心运动产生的原因是向心力多余和不足
离心运动的应用和防止: (1)洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的
把湿衣服放在脱水筒里,筒转得慢时,水滴跟物体的附着力 F 足以提供所需向心力 F;当筒转得比较快时,附着力 F 不足以提供所需向心力 F,于是水滴做离心运动,穿过网孔,飞到筒外面
(2)在水平公路上行驶的汽车,转弯时所需向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的,如果转弯时速度过大,所需向心力 F 大于最大静摩擦力,汽车将做离心运动而造成交通事故
【典型例题】 例 1
如图所示,用细管弯成半径为 r 的圆弧形轨道,并放置在竖直平面内,现有一小球在细管内运动,当小球通过轨道最高点时,若小球速度____________时,会对细管上部产生压力;若小球速度____________时,会对细管下部产生压力
分析和解答: 此时 N=0
当 v=0 时,恰好过最高点,对