高中物理57生活中的圓周運動精講優(yōu)練課型課件新人教版必修2-wenkub
2022-11-28 18:59:12 本頁面
【正文】 【 典例示范 】 (多選 )(2020 ： (1)若火車轉(zhuǎn)彎時，火車所受支持力與重力的合力充當(dāng)向心力，則 mgtanθ = ，如圖所示，則 v0= ，其中 R為彎道半徑， θ 為軌道平面與水平面的夾角 (tanθ ≈ ) ， v0為轉(zhuǎn)彎處的規(guī)定速度。因而火車在行駛的過程中，中心的高度不變，即火車中心的軌跡在同一水平面內(nèi)。 逐漸遠(yuǎn)離 消失 所需的向心力 脫水筒 【 想一想 】 雨天，當(dāng)你旋轉(zhuǎn)自己的雨傘時，會發(fā)現(xiàn)水滴 沿著傘的邊緣切線飛出，你能說出其中的原因嗎？ 提示： 旋轉(zhuǎn)雨傘時，雨滴也隨著運動起來，但傘面上的 雨滴受到的力不足以提供其做圓周運動的向心力，雨滴 由于慣性要保持其原來的速度方向而沿切線方向飛出。航天器中宇航員處于完全失重狀態(tài)，但受地球引力，合力不為零。航天器中宇航員的運動可看作勻速圓周運動，但做勻速圓周運動的物體不處于平衡狀態(tài)。 mgFN 2vmr2vm (g )r?rg完全失重 【 判一判 】 (1)航天器中宇航員的運動可看作勻速圓周運動，宇航員處于平衡狀態(tài)。 (3)√ 。 ( ) 提示： (1)√ 。 彈力 重力 G 支持力 FN 【 想一想 】 除了火車彎道具有內(nèi)低外高的特點外， 你還了解哪些道路具有這樣的特點？ 提示： 有些道路具有外高內(nèi)低的特點是為了利用彎 道的支持力與車輛重力的合力提供向心力，進而提 高車輛的轉(zhuǎn)彎速度，因此一些賽車項目的賽道的彎 道要做得外高內(nèi)低，比如汽車、摩托車、自行車賽道的彎道，高速公路的拐彎處等。7 生活中的圓周運動 一、鐵路的彎道 ：火車在彎道上運動時實際上在做 _____ _____，因而具有 _____加速度，由于其質(zhì)量巨大，需要很大的向心 力。 二、拱形橋 汽車過凸形橋 汽車過凹形橋 受力分析 向心力 Fn=_____= Fn=_____= 對橋的 壓力 FN′= FN′= 2vmr2vmr2vmg mr?2vmg+mrmgFN FNmg 汽車過凸形橋 汽車過凹形橋 結(jié) 論 汽車對橋的壓力小于汽車的重量 ,而且汽車速度越大 ,對橋的壓力_____ 汽車對橋的壓力大于汽車的重量 ,而且汽車速度越大 ,對橋的壓力 _____ 越小 越大 【 判一判 】 (1)汽車駛過凸形橋高點，速度很大時，對橋的壓力可能等于零。汽車駛過凸形橋高點時，若所需的向心力等于汽車的重力，則汽車只受重力作用，此時對橋的壓力等于零。汽車駛過凹形橋低點時，汽車所受支持力與重力的合力充當(dāng)向心力，因為向心力方向向上，所以支持力大于重力，又根據(jù)牛頓第三定律，汽車對橋的壓力大于重力。 ( ) (2)宇航員做圓周運動時，受到的地球引力為他提供向心力。 (2)√ 。 四、離心運動 ：物體沿切線飛出或做 _________圓心的運動。 一、火車轉(zhuǎn)彎問題 思考探究： 火車在鐵軌上轉(zhuǎn)彎可以看成是勻速圓周運動，如圖所示，請思考： (1)火車轉(zhuǎn)彎處的鐵軌有什么特點？ (2)火車轉(zhuǎn)彎時速度過大或過小，會對哪側(cè)軌道有側(cè)壓力？ 提示： (1)火車轉(zhuǎn)彎處，外軌高于內(nèi)軌。故火車的圓周平面是水平面，而不是斜面。 此時，內(nèi)外軌道對火車均無擠壓作用。 連云港高一檢測 )鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的。 hL【 正確解答 】 選 A、 D。因為火車轉(zhuǎn)彎的圓周平面是水平面，不是斜面，所以火車的向心力即合外力應(yīng)沿水平面指向圓心。 岳陽高一檢測 )在高速公路的拐彎處，路面建造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時，司機左側(cè)的路面比右側(cè)的要高一些，路面與水平面間的夾角為 θ ，設(shè)拐彎路段是半徑為 R的圓弧，要使車速為 v時車輪與路面之間的橫向 (即垂直于前進方向 )摩擦力等于零，θ 應(yīng)滿足 ( ) 2222vvA . si n B . ta nR g R g2v vC . si n2 D . c otR g R g????＝ ＝＝ ＝【 解析 】 選 B。如圖，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為 v0時，汽車恰好沒有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動的趨勢。 德州高一檢測 )火車以半徑 r=900m轉(zhuǎn)彎，火車質(zhì)量為 8 105kg，軌道寬為 l=，外軌比內(nèi)軌高 h=14cm，為了使鐵軌不受輪緣的擠壓，火車的速度應(yīng)為多大？ (g取 10m/s2) 【 解析 】 若火車在轉(zhuǎn)彎時不受擠壓，即由重力和支持力的合力提供向心力，火車轉(zhuǎn)彎平面是水平面。 (2)小球經(jīng)過最高點時，與繩 (或桿 )之間的作用力可以為零，此時，由重力提供小球做圓周
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