2、3圆周运动的案例分析游乐场中的过山车摩托车转弯自行车比赛Ｆ１赛车转弯火车转弯二、向心力的求解公式有哪几个？回顾一、关于向心力：1、来源：分析和解决匀速圆周运动的问题，关键是要把向心力的来源搞清楚。2、说明：a：向心力是按作用效果命名的力；（效果力）b：一个力、一个力的分力、或几个力的合力都可以提供向心力。分析向心力来源以下物体所做的圆周运动,向心力由谁来提供?O（1）（2）（3）细绳系一小球使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动物块放在圆盘上随圆盘一起转动细绳系一小球在水平面上做圆锥摆运动案例分析1－过山车原理过山车能从高高的圆形轨道顶部轰然而过，车与人却不掉下来，这是为什么呢？明确：向心力和向心加速度公式同样适合于变速圆周运动,但求质点在圆周上某点的向心力和向心加速度的大小,必须用该点的瞬时速度值。案例分析1－过山车原理2:ANvAmgFmR分析点(3),vgR当时物体离开圆轨道做曲线运动(1)F0,v()NRg临界速度当2(2)0,v,NNvRgFmmgR当FmgFNmgFNFNmgmgFNDBCA过山车原理巩固应用一例2、用细绳栓着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,则下列说法正确的是:A、小球过最高点时,绳子的张力可以为零；B、小球过最高点时的最小速度为零C、小球刚好过最高点是的速度是D、小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反gRo案例分析2－自行车转弯自行车做圆周运动的向心力是从哪里获得的呢？NfG思考：自行车转弯时倾斜的角度与哪些因素有关？火车转弯案例分析3－火车转弯火车做圆周运动的向心力是从哪里获得的呢？内外轨道一样高时c：由于该弹力是由轮缘和外轨的挤压产生的，且由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损坏铁轨。a：此时火车车轮受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘的弹力。b：外轨对轮缘的弹力F提供向心力。外轮外轨内轨内轮外轨略高于内轨时转弯处--外轨略高于内轨说明：转弯处要选择内外轨适当的高度差，使转弯时所需的向心力F完全由重力G和支持力N的合力来提供，这样外轨就不受轮缘的挤压了。外轨略高于内轨时FNGF水平方向铁路转弯处的圆弧半径是300m，轨距是1435mm。规定火车通过这里的速度是20m/s，内外轨的高度差应该是多大才能使外轨不受轮缘的挤压？保持内外轨的这个高度差，如果车的速度大于或小于20m/s，会分别发生什么现象？说明理由。解：h是内外轨高度差，d是轨距grvtgrvmmgtgF22向心力由于a太小，可以近似有：tga=SinadhSintgmrgdvhgrvdh195.022例题GNααhdα案例分析4—汽车过拱桥汽车在拱桥上以速度v前进，桥面的圆弧半径为R，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？vF1G汽车过拱桥解析：a：选汽车为研究对象b：对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力c：上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下d：建立关系式：G－F1＝F向e:又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以rVmGF2压GF压且向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用实例分析实例2、汽车过拱桥GF1思考与讨论2、请你根据上面分析汽车通过凸形桥的思路，分析一下汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力（如图）。这时的压力比汽车的重量大还是小？1、根据上面的分析可以看出，汽车行驶的速度越大，汽车对桥的压力越小。试分析一下，当汽车的速度不断增大时，会有什么现象发生呢？解析：GF2mvrF–G=F=G+2mvrF>G（1）当v=时，F=0（2）当0≤v＜时,0＜F≤mg（3）当v＞时,汽车将脱离桥面，发生危险比较三种桥面受力的情况rvmGN2rvmGN2N=G运用向心力公式解题的步骤：（4）解方程，对结果进行必要的讨论。（1）明确研究对象，确定它在哪个平面内做圆周运动，找到圆心和半径。（2）确定研究对象在某个位置所处的状态，进行具体的受力分析，分析是哪些力提供了向心力。（3）建立以向心方向为正方向的坐标，据向心力公式列方程。小结1、分析向心力来源3、运用向心力公式解题的步骤2、案例分析1－过山车原理案例分析2－自行车转弯案例分析3－火车转弯案例分析4—汽车过拱桥
