文档介绍：高一物理圆周运动的实例分析、离心现象、曲线运动综合练习北师大版
【本讲教育信息】
一. 教学内容:
圆周运动的实例分析、离心现象、曲线运动综合练习
二. 知识归纳与总结
1. 用向心力公式解题的一般方法:
(1)明确研究对象,必要时要将它从转动系统中隔离出来;
(2)找出物体圆周运动的轨道平面,从中找出圆心和半径;
(3)对研究对象做受力分析,分析是哪些力提供了向心力
(4)建立正交坐标(以指向圆心方向为x轴的正向),将力正交分解到坐标轴方向;

注意:列方程时要注意力、速度、运动半径的对应关系;有些问题还需配合其他辅助手段,需要具体问题具体分析。
2. 离心运动:做匀速圆周运动的物体,在合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下,就做逐渐远离圆心的运动。
3. 向心运动和离心运动产生的原因(如图所示,向心力用Fn表示)。

(4)当Fn=0时,即向心力消失时,半径R趋于无限大,物体将沿切线方向飞出。
所以,向心运动和离心运动产生的原因是向心力多余和不足。
4. 离心运动的应用和防止:
(1)洗衣机的脱水筒是利用离心运动把湿衣服甩干的。把湿衣服放在脱水筒里,筒转得慢时,水滴跟物体的附着力F足以提供所需向心力F;当筒转得比较快时,附着力F不足以提供所需向心力F,于是水滴做离心运动,穿过网孔,飞到筒外面。
(2)在水平公路上行驶的汽车,转弯时所需向心力是由车轮与路面间的静摩擦力提供的,如果转弯时速度过大,所需向心力
F大于最大静摩擦力,汽车将做离心运动而造成交通事故。
【典型例题】
例1. 如图所示,用细管弯成半径为r的圆弧形轨道,并放置在竖直平面内,现有一小球在细管内运动,当小球通过轨道最高点时,若小球速度____________时,会对细管上部产生压力;若小球速度____________时,会对细管下部产生压力。
分析和解答:
此时N=0。

当v=0时,恰好过最高点,对管下部产生压力为mg。
例2. 一根水平轻质硬杆以恒定的角速度ω绕竖直OO'转动,两个质量均为m的小球能够沿杆无摩擦运动,两球之间用劲度系数为k的弹簧连接,弹簧原长为l0,靠近转轴的球与轴之间也用同样的弹簧与轴相连如图所示,求每根弹簧的长度。
分析和解答:当两球绕轴OO'做匀速圆周运动时,两球的受力情况如图所示,分别用l、L表示A、B两球左侧弹簧在做圆周运动时的长度,再列出圆周运动方程:

由①、②联解得

例3. 如图所示是离心试验器的原理图。可以用离心试验器来研究过荷对人体的影响,测试人的抗荷能力,离心实验器转动时,被测者做匀速圆周运动,现观察到图中的直线AB(即垂直于座位的直线)与水平杆成30°角,求被测者对座位的压力是他所受重力的多少倍?
分析和解答:被试验者做匀速圆周运动所需要的向心力由他所受重力和座位对他的支持力的合力提供,如图所示。

被试验者对座位的压力和座位对他的支持力是一对作用力和反作用力,所以他对座位的压力大小是他所受重力的2倍。
例4. 如图所示,轻杆长1m,其两端各连接质量为1kg的小球,,轻杆由水平从静止转至竖直方向,A球在最低点时的速