20xx教科版高中物理必修二23圓周運(yùn)動(dòng)的實(shí)例分析-閱讀頁
2024-12-28 03:14本頁面
【正文】 ， 并且取決于火車在彎道上的行駛速度 v0. [即學(xué)即用 ] 2． AC [火車轉(zhuǎn)彎 處的外軌比內(nèi)軌高，當(dāng)火車以規(guī)定速度 v 通過轉(zhuǎn)彎處時(shí)，火車車輪與車軌間并沒有發(fā)生擠壓，此時(shí)火車轉(zhuǎn)彎的向心力由火車受到的重力及軌道面的支持力的合力提供，故 A 選項(xiàng)正確 ． 當(dāng)火車以大于 v 的速度通過軌跡處時(shí)，外輪將擠壓外軌 ． 相反以小于 v 的速度通過時(shí)，內(nèi)輪將擠壓內(nèi)軌，而獲得向外的彈力，故 C 正確 ． ] 三、 2r (1)零 (2)下 (3)不能 gr 2． 在最高點(diǎn)的速度大于或等于零 (1)mg (2)0 mg (4)增大 0 例 1 (1) m/s (2) N 解析 (1)在最高點(diǎn)水不流出的條件是重力不大于水做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，即mg≤ mv2l ，則所求最小速率 v0＝ lg＝ m/s＝ m/s. (2)當(dāng)水在最高點(diǎn)的速率大于 v0時(shí)，只靠重力提供向心力已不足，此時(shí)杯底對(duì)水有一豎直向下的壓力，設(shè)為 N，由牛頓第二定律有 N＋ mg＝ mv2l 即 N＝ mv2l － mg＝ N 由牛頓第三定律知，水對(duì)杯底的作用力 N′ ＝ N＝ N，方向豎直向上 ． 例 2 (1)16 N， 方向豎直向下 (2)44 N， 方向豎直向上 解析 以 A為研究對(duì)象，設(shè)其受到桿的作用力為 F，取豎直向下為正方向，則有 mg＋F＝ mv2L. (1)代入數(shù)據(jù) v＝ 1 m/s，可得 F＝ m(v2L－ g )＝ 2(12－ 10) N＝－ 16 N． 即 A受 到桿的支持力為 16 N． 根據(jù)牛頓第三定律可得 A對(duì)桿的作用力為壓力 16 N. (2)代入數(shù)據(jù) v＝ 4 m/s，可得 F＝ m(v2L－ g)＝ 2(42－ 10) N＝ 44 N，即 A受到桿的拉力為44 N． 根據(jù)牛頓第三定律可得 A對(duì)桿的作用力為拉力 44 N. 四、 [問題情境 ] 細(xì)繩突然斷了 ， 小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力突然消失 ， 小球在水平方向上不受任何力 ， 速度沿原圓周運(yùn)動(dòng)在該點(diǎn)的切線方向 ， 故小球?qū)⒀厍芯€方向飛出 ， 離圓心越來越遠(yuǎn) ． 當(dāng)衣服放入脫水筒時(shí) ， 隨筒一起做圓周運(yùn)動(dòng) ， 筒壁對(duì)衣服的作 用力提供向心力 ， 而衣服中所含的水所需要的向心力是由水與衣服之間的作用力提供 ． 筒的轉(zhuǎn)速很高 ， 衣服對(duì)水的作用力不足以提 供水需要的向心力時(shí) ， 水就做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)而離開衣服 ． 摩托車在轉(zhuǎn)彎處的速度過大 ， 半徑過小 ， 由向心力公式 F＝ mv2r 可知所需向心力很大 ， 這時(shí)摩托車受到地面的摩擦力達(dá)最大時(shí)都不足以提供向心力 ， 所以摩托車要做遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng) ， 向外翻滾 ． [要點(diǎn)提煉 ] 1． 不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力 [即學(xué)即用 ] 3． B 。
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