2017-2018物理教科版必修2教学案:第二章 第3节 圆周运动的实例分析
2017-2018物理教科版必修2教学案:第二章 第3节 圆周运动的实例分析第2页

  二、"旋转秋千"

   "旋转秋千"运动可简化为圆锥摆模型,如图2­3­1所示。

  

  图2­3­1

  1.向心力来源

  物体做匀速圆周运动的向心力由物体所受的重力和悬线对它的拉力的合力提供。

  2.动力学关系

  mgtan_α=mω2r,又r=lsin_α,则ω=,周期T=2π ,所以cos α=,由此可知,α角度与角速度ω和绳长l 有关,在绳长l确定的情况下,角速度ω越大,α越大。

  三、火车转弯

  1.运动特点

  火车转弯时实际是在做圆周运动,因而具有向心加速度,由于其质量巨大,所以需要很大的向心力。

  2.向心力来源

  在修筑铁路时,要根据弯道的半径和规定的行驶速度,适当选择内外轨的高度差,使转弯时所需的向心力几乎完全由重力G和支持力N的合力提供。如图2­3­2所示。

  

  图2­3­2

  四、离心运动

  1.定义

  物体沿圆周运动的切线方向飞出或远离圆心而去的运动。

  2.原因

  合外力提供的向心力消失或不足。

3.应用