1、圆周运动模型第1页动力学问题解题步骤1、受力分析、受力分析：次序：重力接触力（支持力、压力、拉力）摩擦力（静摩擦力、滑动摩擦力）2、求协力：平行四边形、正交分解法3、依据运动状态列方程：静止或匀速直线运动：F合=0，x=vt匀变速直线运动：F合=ma，匀速圆周运动：F合=Fn=man=非匀速圆周运动：正交分解切向：F切合=ma切n法向：F法合=Fn=ma法n=第2页c c：因为该弹力是由轮缘和外轨挤压产生，且因为火车质量很大，：因为该弹力是由轮缘和外轨挤压产生，且因为火车质量很大，故轮缘和外轨间相互作用力很大，故轮缘和外轨间相互作用力很大，易损坏铁轨易损坏铁轨。FNFGa a：此时火车受三个力
2、：重力、支持力、：此时火车受三个力：重力、支持力、外轨对轮缘弹力。外轨对轮缘弹力。b b：外轨外轨对轮缘对轮缘弹力弹力F F提供向心力提供向心力。1 1、铁路弯道、铁路弯道当内外轨高度相同当内外轨高度相同轨道设计：转弯处外轨高于内轨，适当选择轨道设计：转弯处外轨高于内轨，适当选择高度差，使车转弯时，所需向心力几乎完全高度差，使车转弯时，所需向心力几乎完全由重力和支持力协力提供。由重力和支持力协力提供。得当时，内轨对轮缘有侧向压力时，内轨对轮缘有侧向压力当当时，外轨对轮缘有侧向压力时，外轨对轮缘有侧向压力F FN Nm mg gF F h h第3页汽车在水平地面上转弯是什么力提供向心力呢汽车在水
3、平地面上转弯是什么力提供向心力呢?O mgFNFf2 2、汽车过弯道、汽车过弯道第4页汽车在水平路面上转弯所汽车在水平路面上转弯所需要向心力起源需要向心力起源:汽车侧向汽车侧向所受静摩擦力。所受静摩擦力。O OmgmgF FN NF Ff f当汽车转弯半径一定时当汽车转弯半径一定时,汽车速度汽车速度v v越大越大,所需向心所需向心力也越大力也越大,静摩擦力也越大静摩擦力也越大,当静摩擦力为最大静摩当静摩擦力为最大静摩擦力时擦力时:第5页3、比较三种桥面受力情况F FN N =G=GG GF FN NG GG GF FN NF FN N第6页mgmgF FN NF FN N=Mg-FMg-FN
4、N=F FN N=0=0航天员处于完全失重状态航天员处于完全失重状态航天器中失重现象当时第7页 o o 做匀速圆周运动物体做匀速圆周运动物体,因为惯性总有沿切线方向飞去因为惯性总有沿切线方向飞去倾向倾向,在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需向在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需向心力情况下心力情况下,做逐步远离圆心做逐步远离圆心离心运动离心运动;当合外力大于物体当合外力大于物体做圆周运动所需向心力时做圆周运动所需向心力时,物体做离圆心越来越近物体做离圆心越来越近向心运向心运动动;只有当合外力等于所需向心力时只有当合外力等于所需向心力时,物体才可能做物体才可能做匀速圆匀速圆周运动周运
5、动。F F拉拉=m=m 2 2r rF F拉拉mm2 2r rF F拉拉mm2 2r rF F拉拉=0 03 3、合外力与向心力关系、合外力与向心力关系 供供需需 是否平衡决定物体做何种运动是否平衡决定物体做何种运动第8页 把湿布块放在离心干燥器金属网笼里把湿布块放在离心干燥器金属网笼里,网笼转得比较网笼转得比较慢时慢时,水滴跟物体附着力水滴跟物体附着力 F F足以提供所需要向心力足以提供所需要向心力,使水滴使水滴做圆周运动做圆周运动,当网笼转比较快时当网笼转比较快时,附着力附着力 F F 不足以提供所需不足以提供所需要向心力要向心力,于是水滴做离心运动于是水滴做离心运动,穿过网孔穿过网孔,飞到网笼外面。飞到网笼外面。洗衣机脱水筒也是利用离心运动把湿衣服甩干。洗衣机脱水筒也是利用离心运动把湿衣服甩干。离心干燥器离心干燥器o oFmF 时,杆对小球是拉力;当速度v 时,杆对小球是支持力;当速度v=时,杆对小球无作用力。mg讨论FN=0杆既能够提供拉力,也能够提供支持力。FN第11页 绳杆圆管 模型图 m受力情况 最高点A速度 重力、绳拉力AOmBL重力、杆拉力或支持力AOmBR重力、外管壁支持力或内管壁支持力AOmBL竖直平面内变速圆周运动竖直平面内变速圆周运动第12页
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