课题:圆周运动(二) ——向心力的来源分析及应用班级___________姓名_______________学号______一、知识梳理1、向心力及来源:(1)向心力是按 命名的力,其动力学效果在于产生向心加速度,方向指向圆心,它只改变线速度方向,不会改变线速度的大小,不做功
表达式:Fn= = = = =
(2)向心力来源:①匀速圆周运动:
②非匀速圆周运动
(3)分析向心力来源的步骤是:首先确定研究对象运动的轨道平面和圆心的位置,然后分析圆周运动物体所受的力,作出受力图,最后找出这些力指向圆心方向的合外力就是向心力.2、向心力公式的应用------实例分析 (1)火车转弯: (2)汽车过拱桥,汽车过凹桥: (3)竖直面内的圆周运动:① 竖直面无支撑物的情况如图 1、图 2 所示,没有物体支承的小球,在竖直平面作圆周运动过最高点的情况A、临界条件:绳子或轨道对小球没有力的作用 v 临界=B、能过最高点的条件:v≥,当 v>时,绳对球产生拉力,轨道对球产生压力
C、不能过最高点的条件:v<v 临界(实际上球没到最高点时就脱离了轨道)
② 竖直面有支撑物的情况如图 3、图 4 所示情形,小球与轻质杆相连,或是由管壁支撑
杆、管壁、弹簧与绳不同,它既能产生拉力(或向下的压力),也能产生支持力
A、能过最高点 v 临界=0,此时支持力 FN=mgB、当 0<v<时,FN为支持力,有 0<FN<mg,且 FN随 v 的增大而减小C、当 v=时,FN=0 D、当 v>,FN为拉力,有 FN>0,FN随 v 的增大而增大3 、 离 心 运动:1、定义: 2、本质: 3、特别注意:(1)离心运动并非沿半径方向飞出的运动,而是运动半径越来越大的运动或沿切线方向飞出的运动
(2)离心运动并不是受到什么离心力作用的结果,根本就没什么离心力,因为没什么物体提供这种力
vOR 杆图 4 R