這是一個關於飆車的故事......
A:你怎麼評價牛頓?
B:牛燉?牛燉了應該很好吃吧!
我是前排:
高考物理中,圓周運動對向心力的綜合考察內容,是什麼?
這裡要說的是:
①圓周運動向心力的綜合分析。
②解決向心力分析的完整步驟。
③有什麼是需要注意的。
快看,小編開始變形了
【1】
受力與軌跡的關係:
在了解向心力的綜合分析之前你必須先了解的內容。
(點擊打開大圖)
小編要揭露一個重點。
圓周運動軌跡跟向心力的關係,雖不是高考的重點,但在向心力的綜合分析之中,必須有所了解。
見上面思維導圖。
先分清楚F合與F:
F合指的是物體受到的合外力大小。(實際上受力大小)
F指的是根據向心力公式計算得到的向心力大小。(理論上受力大小)
小編還要跟大家簡單解釋一下:
勻速圓周運動的向心力就是合外力。
對於做勻速圓周運動的物體來說,它的合外力總是指向圓心,所以大家乾脆給它起個新的名字,叫向心力。
所以,向心力就是合外力。名字雖不同,但指同一個東西。
向心力,就只有一個作用效果,那就是改變物體的運動方向。
物體是在向心力(合外力)的作用下,被迫做圓周運動的。
沒錯,物體做圓周運動,是被迫的,被迫的,迫的,的......
如果合外力剛剛好,過小,過大,就會導致物體做圓周運動的軌跡發生相應的變化。
真相就是:
勻速圓周運動:當迫使物體做勻速圓周運動的合外力剛剛好時(思維導圖中第一個條件),物體就做勻速圓周運動。
離心運動:當迫使物體做勻速圓周運動的合外力太過弱(思維導圖中第二個條件),約束不住物體時,物體就會慢慢掙脫,做離心運動。
向心(近心)運動:當迫使物體做勻速圓周運動的合外力太強(思維導圖中第一個條件),就會拉住物體不斷往中心靠近,做向心(近心)運動。
對此,你要做的就是記住上面思維導圖中,三種運動類型對應的條件。
【2】
水平面內圓周運動分析與計算
(點擊打開大圖)
高考物理中,對圓周運動向心力的綜合考察,可以分為兩種:
水平面內圓周運動豎直面內圓周運動。
水平面內圓周運動的類型主要有下面幾種:
火車或汽車在傾斜路面拐彎、圓錐擺、漏鬥中水平運動物體、碗中水平運動物體、轉盤,滾筒等,看看下面幾個貨就知道了:
根據小編多年被虐的經驗,小編領悟出了一個道理:
無論結構怎麼變,只要運動軌跡在水平面上的圓周運動,它們的解決步驟基本都是一樣的(見上面思維導圖)
來不及解釋了,快上車
1、汽車拐彎:
汽車在傾斜的路面上轉彎,如圖所示,路面與水平面的夾角為θ,該車的轉彎半徑為R,則汽車完全不靠摩擦力轉彎的速率是多少?
按照解題步驟來:
①畫圖建模:
確定半徑:R
②受力分析:
在確定重力與支持力之後,汽車的合外力的方向必定指向圓心,由此確定平行四邊形的構造。
③列式計算:
根據幾何關係,確定向心力(合外力)大小:
根據向心力公式,確定向心力與線速度關係式:
最後,聯立兩個公式可以知道:
以上是剛好不受摩擦力的情況。
如果此時,汽車速度發生變化會發生什麼事呢?
根據前面離心運動與向心(近心)運動的條件,我們知道:
當速度增大,合外力不變的話,汽車會做離心運動。
此時就會向道路外側運動的趨勢,則受到一個向外的摩擦力,如圖:
當速度減小,合外力不變的話,汽車會做向心(近心)運動。
此時就會向道路內側運動的趨勢,則受到一個向外的摩擦力,如圖:
以上就是小車的運動情況。
火車為何會與外軌或者內軌擠壓,也即是相同道理
能把車開到不受摩擦力的除了車神,就剩下出題老師了
最後,簡單列舉一些相似例子,各位可以按照解題步驟,自行練習:
2、漏鬥或者碗中水平運動的物體
3、圓錐擺
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