20xx教科版高中物理必修2第二章第3節(jié)圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析課時(shí)作業(yè)(參考版)
2024-12-02 18:25本頁(yè)面
【正文】 第 3 節(jié) 圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析 1．當(dāng)汽車以相同的速率分別行駛在凸形橋的最高點(diǎn)和凹形橋的最低點(diǎn)時(shí)，汽車對(duì)橋的壓力的區(qū)別如下表所示 . 內(nèi)容項(xiàng)目 凸形橋 凹形橋 受力分析圖 以 a方向?yàn)? 正方向，根據(jù) 牛頓第二定 律列方程 mg－ N1＝ mv2r N1＝ mg－ mv2r N2－ mg＝ mv2r N2＝ mg＋ mv2r 牛頓第三定律 N1′ ＝ N1 ＝ mg－ mv2r N2′ ＝ N2 ＝ mg＋ mv2r 討論 v增大， N1減?。划?dāng) v＝ gr時(shí)，N1＝ 0 v增大， N2增大，只要 v≠0 ，N1N2 由上表比較可知，汽車在凹形橋上行駛對(duì)橋面及輪胎損害較大，但在凸形橋上，最高點(diǎn) 速率不能超過 ________．當(dāng)汽車以 v≥ gr的速率行駛時(shí)，將做 __________，不再落到 橋面上． 2．圓錐擺運(yùn)動(dòng)的小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是其 ________和 ____________的合力提供 的．設(shè)懸 線與豎直方向的夾角為 α ，由于 F 合 ＝ ________， r＝ lsin α ，結(jié)合向心力公式可 求圓錐擺運(yùn)動(dòng)的角速度為 ω ＝ glcos α . 3．火車轉(zhuǎn)彎時(shí)實(shí)際是在做圓周運(yùn)動(dòng)，因而具有 ____________，需要 __________． 如果轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)外軌一樣高，則由 ________________提供向心力，這樣，鐵軌和車輪易受 損． 如果轉(zhuǎn)彎處外軌略高于內(nèi)軌，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力不再是豎直向上的，而是 ________________，它與重力的合力指向 ________，為火車 提供了一部分向心力，減輕 了輪緣與外軌的擠壓．修筑鐵路時(shí)，要適當(dāng)設(shè)計(jì)內(nèi)外軌的高度差，使火車以規(guī)定的速度 行駛時(shí)，轉(zhuǎn)彎需要的向心力幾乎完全由 ________________________提供． 4． (1)離心現(xiàn)象：如果一個(gè)正在做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體在運(yùn)動(dòng)過程中向心力突然消失或 合力不足以提供所需的向心力時(shí)，物體就會(huì)沿切線方向飛出或 ________圓心運(yùn)動(dòng)，這就 是離心現(xiàn)象．離心現(xiàn)象并非受 “ 離心力 ” 作用的運(yùn)動(dòng)． (2)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力 F 合 指向圓心，且 F 合 ＝ mv2r ，物體做穩(wěn)定的 ______； 所受的合外力 F 合 突然增大，即 F 合 mv2/r時(shí)，物體就會(huì)向內(nèi)側(cè)移動(dòng)，做 ________運(yùn)動(dòng)； 所受的合外力 F 合 突然減小，即 F 合 mv2/r時(shí)，物體就會(huì)向外側(cè)移動(dòng)，做 ________運(yùn)動(dòng)， 所受的合外力 F 合 ＝ 0時(shí)，物體做離心運(yùn)動(dòng)，將沿切線方向飛出． 5．勻速圓周運(yùn)動(dòng)、離心運(yùn)動(dòng)、向心運(yùn)動(dòng)的比較： 勻速圓周運(yùn)動(dòng) 離心運(yùn)動(dòng) 向心運(yùn)動(dòng) 受力 特點(diǎn) ________等于做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力 合外力 __________或者_(dá)_______提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力 合外力 ________做圓周運(yùn)動(dòng)所需的 向心力 圖示 力學(xué) 方程 F____mrω2 F____mrω 2(或 F＝ 0) F____mrω 2 【概念規(guī)律練】 知識(shí)點(diǎn)一 汽車過橋問題 1．汽車駛向一凸形橋，為了在通過橋頂時(shí)，減小汽車對(duì)橋的壓力，司機(jī)應(yīng) ( ) A．以盡可能小的速度通過橋頂 B．適當(dāng)增大速度通過橋頂 C．以任何速度勻速通過橋頂 D．使通過橋頂?shù)南蛐募铀俣缺M可能小 2．如圖 1所示， 圖 1 質(zhì)量 m＝ 10 4 kg 的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，兩橋面的圓弧 半徑均為 20 m．如果橋面承受的壓力不得超過 10
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