高中物理57生活中的圓周運(yùn)動(dòng)精講優(yōu)練課型課件新人教版必修2-資料下載頁(yè)
2024-11-17 18:59本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】樣，鐵軌和車輪極易受損。乎完全由______和________的合力提供。除了火車彎道具有內(nèi)低外高的特點(diǎn)外，你還了解哪些道路具有這樣的特點(diǎn)？的重量,而且汽車速度越大,汽車過(guò)凸形橋或凹形橋時(shí)，向心加速度的方向都是向上的。汽車駛過(guò)凸形橋高點(diǎn)時(shí)，若所需的向心力等于汽車的。汽車駛過(guò)凹形橋低點(diǎn)時(shí)，汽車所受支持力與重力的合力充當(dāng)。三定律，汽車對(duì)橋的壓力大于重力。航天器中宇航員的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但做勻。速圓周運(yùn)動(dòng)的物體不處于平衡狀態(tài)。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。由于慣性要保持其原來(lái)的速度方向而沿切線方向飛出。因而火車在行駛的過(guò)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)。此時(shí)，內(nèi)外軌道對(duì)火車均無(wú)擠壓作用。r是根據(jù)地形決定的。設(shè)軌道平面與水平方向的夾角為θ，由。心，而不是沿軌道斜面向下。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。一的，火車只有按規(guī)定的速率轉(zhuǎn)彎，內(nèi)外軌才不受火車的擠壓作用。
【正文】 作用。 【 正確解答 】 選 C。小球在脫離軌道時(shí)的速度是沿著軌道的切線方向的，即斜向上。當(dāng)脫離軌道后小球只受重力，所以小球?qū)⒆鲂鄙蠏佭\(yùn)動(dòng)。 【 過(guò)關(guān)訓(xùn)練 】 1.(多選 )(2020 長(zhǎng)春高一檢測(cè) )為了防止汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)出現(xiàn) “ 打滑 ” 的現(xiàn)象，可以 ( ) 【 解析 】 選 B、 C。汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，其向心力由靜摩擦力提 供，即 μ mg= ，如要防止“打滑”現(xiàn)象，應(yīng)采取的措施是：增大 汽車與路面間的摩擦或減小汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)的速度。 2vmR2.(2020 常州高一檢測(cè) )某同學(xué)在進(jìn)行課外實(shí)驗(yàn)時(shí)，做了一個(gè) “ 人工漩渦 ” 的實(shí)驗(yàn)，取一個(gè)裝滿水的大盆，用手掌在水中快速轉(zhuǎn)動(dòng)，就在水盆中形成了 “ 漩渦 ” ，隨著手掌轉(zhuǎn)動(dòng)越來(lái)越快，形成的漩渦也越來(lái)越大，則關(guān)于漩渦形成的原因，下列說(shuō)法中正確的是 ( ) 【 解析 】 選 D。水在手的撥動(dòng)下做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)水轉(zhuǎn)動(dòng)越來(lái)越快時(shí)，需要的向心力也越來(lái)越大，當(dāng)其所需向心力大于所受合外力時(shí)，即做離心運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng) D正確。 ( ) ，將離圓心越來(lái)越遠(yuǎn) ，其運(yùn)動(dòng)軌跡是半徑逐漸增大的圓 ，一定不受到外力的作用 ，因受合力大小改變而不做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，將做離心運(yùn)動(dòng) 【 解析 】 選 A。離心運(yùn)動(dòng)指離圓心越來(lái)越遠(yuǎn)的運(yùn)動(dòng)， A對(duì)。物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡可能是直線，也可能是曲線，但不是圓， B錯(cuò)。當(dāng)物體的合外力突然為零或小于向心力時(shí)，物體做離心運(yùn)動(dòng)；當(dāng)合外力大于向心力時(shí)，物體做近心運(yùn)動(dòng)， C、 D錯(cuò)。 【 補(bǔ)償訓(xùn)練 】 物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)動(dòng)軌跡的形狀為 ( ) 【 解析 】 選 C。離心運(yùn)動(dòng)是指合力突然變?yōu)榱慊蚝狭Σ蛔阋蕴峁┫蛐牧r(shí)物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)。若合力突然變?yōu)榱?，物體沿切線方向做直線運(yùn)動(dòng)；若合力比向心力小，物體做曲線運(yùn)動(dòng)，但逐漸遠(yuǎn)離圓心，故 A、 B、 D錯(cuò)， C對(duì)。 【 誤區(qū)警示 】 離心現(xiàn)象的三點(diǎn)注意 (1)在離心現(xiàn)象中并不存在離心力，是外力不足以提供物體做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力而引起的，是慣性的一種表現(xiàn)形式。 (2)做離心運(yùn)動(dòng)的物體，并不是沿半徑方向向外遠(yuǎn)離圓心。 (3)物體的質(zhì)量越大，速度越大 (或角速度越大 )，半徑越小時(shí)，圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力越大，物體就越容易發(fā)生離心現(xiàn)象。 【 拓展例題 】 考查內(nèi)容：圓周運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用 【 典例示范 】 飛機(jī)起飛時(shí)，飛行員處于超重狀態(tài)，即飛行員對(duì)座位的壓力大于他所受的重力，這種現(xiàn)象叫過(guò)荷，這時(shí)會(huì)造成飛行員大腦貧 血、四肢沉重。過(guò)荷過(guò)大時(shí)，飛行員還會(huì)暫時(shí)失明，甚至?xí)炟?，飛行員可以通過(guò)加強(qiáng)訓(xùn)練來(lái)提高自己的抗荷能力。如圖所示是離心實(shí)驗(yàn)器的原理圖，可以用離心實(shí)驗(yàn)器來(lái)研究過(guò)荷對(duì)人體的影響，測(cè)試人的抗荷能力。離心實(shí)驗(yàn)器轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，被測(cè)試者做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若被測(cè)試者所受重力為 G，現(xiàn)觀察到圖中的直線 AB(即垂直于座位的直線 )與水平桿成 30176。 角。求： (1)被測(cè)試者做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)所需向心力多大？ (2)被測(cè)試者對(duì)座位的壓力多大？ 【 正確解答 】 被測(cè)試者做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的 向心力由他受的重力和座位對(duì)他的支持力的合 力提供，對(duì)其受力分析如圖所示。 (1)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力為 F向 =Gcot30176。 = G。 (2)座位對(duì)被測(cè)試者的支持力為 F= =2G 由牛頓第三定律可知被測(cè)試者對(duì)座位的壓力大小也為 2G。 答案： (1) G (2)2G 33Gsin30?豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的壓力計(jì)算問(wèn)題 【 典例示范 】 如圖所示是馬戲團(tuán)中上演的飛車節(jié)目， 在豎直平面內(nèi)有半徑為 R的圓軌道。表演者騎著摩托 車在圓軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。已知人和摩托車的總質(zhì)量 為 m，人以 v1= 的速度過(guò)軌道最高點(diǎn) B，并以 v2= v1的速度過(guò)最低點(diǎn) A。求在 A、 B兩點(diǎn)摩托車對(duì)軌道的壓力大 小相差多少？ 2gR3【 現(xiàn)場(chǎng)答案 】 【 找錯(cuò) 糾錯(cuò) 】 分析上述解析過(guò)程，你知道錯(cuò)在哪里嗎？ 錯(cuò)因： (1)關(guān)系式書寫不規(guī)范，等號(hào)左側(cè)應(yīng)為車所受合力，等號(hào)右側(cè)應(yīng)為車所需的向心力。 (2)將軌道對(duì)車的壓力與車對(duì)軌道的壓力混淆， FA、 FB是軌道對(duì)車的壓力，不是車對(duì)軌道的壓力。 正解：在 B點(diǎn)， FB+mg= 21vmR解之得 FB=mg，根據(jù)牛頓第三定律，摩托車對(duì)軌道的壓力大小F′ B=FB=mg 在 A點(diǎn)， FAmg= 解之得 FA=7mg，根據(jù)牛頓第三定律，摩托車對(duì)軌道的壓力大小F′ A=FA=7mg 所以在 A、 B兩點(diǎn)車對(duì)軌道的壓力大小相差 F′ AF′ B=6mg。 答案： 6mg 22vmR
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