2018-2019学年物理鲁科版必修2学案:第四章第3节 向心力的实例分析 Word版含解析
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第3节 向心力的实例分析

  

  【学习目标】

  1、知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速,它就是圆周运动的物体所受的向心力。会在具体问题中分析向心力的来源。

  2、理解匀速圆周运动的规律。

  3、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动,会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。

  【学习重点】

  1、理解向心力是一种效果力。

  2、在具体问题中能找到向心力,并结合牛顿运动定律求解有关问题。

  【知识要点】

  1)水平面的圆周运动

  ①汽车转弯

  汽车在水平的圆弧路面上的做匀速圆周运动时(如图6-1甲所示),是什么力作为向心力的呢?如果不考虑汽车翻转的情况,我们可以把汽车视为质点.汽车在竖直方向受到的重力和支持力大小相等、方向相反,是一对平衡力;如果不考虑汽车行驶时受到的阻力,则汽车所受的地面对它的摩擦力就是向心力,如图6-1乙所示.如果考虑汽车行驶时受到的阻力Ff,则静摩擦力沿圆周切线方向的分Ft(通常叫做牵引力)与阻力Ff平衡,而静摩擦力指向圆心的分力Fn就是向心力,如下图丙所示,这时静摩擦力指向圆心的分力Fn也就是汽车所受的合力.

  

  ②火车转弯

火车转弯时,是什么力作为向心力呢?如果转弯处内外轨一样高,外侧车轮的轮缘挤压外轨,使外轨发生弹性形变,外轨对轮缘的弹力F就是使火车转弯的向心力(如下左图所示).设转弯半径为r,火车质量为m,转弯时速率为v,则,F=m.由于火车质量很大,靠这种办法得到向心力,轮缘与外轨间的相互作用力要很大,铁轨容易受到损坏.