2022年人教版高一物理必修二.生活中的圆周运动正式版 .pdf

5.8 生活中的圆周运动学习目标学习重点：熟练应用向心力公式和向心加速度公式在具体问题中能找到是谁提供向心力的，并结合牛顿运动定律求解有关问题学习难点： 1关于对临界问题的讨论和分析 2 对变速圆周运动的理解和处理预习案：自主学习1.火车转弯处：若内、外轨一样高，火车做圆周运动的向心力是由_ 提供的，由于火车质量太大，靠这种方法得到向心力，极易使_ 受损。若外轨略高于内轨时，火车转弯时向心2.力的一部分来源是_ ，这就减轻了轮缘与外轨的挤压。2. 汽车在拱形桥上行驶到最高点时的向心力是由_ 提供的，方向_，此时汽车对桥的压力FN_G（填“ ” 、 “”、 “” 、 “”、 “gR时，汽车会怎样运动？同理推出汽车通过凹形桥最低点时对桥的压力FN。. 如图，若汽车在拱桥上以速度v 前进，桥面的圆弧半径为R，求汽车过桥的最高点时对桥面的压力？选汽车为研究对象对汽车进行受力分析：受到重力和桥对车的支持力上述两个力的合力提供向心力、且向心力方向向下建立关系式：F向=G F1=mv2/R F1=G mv2/R 又因支持力与压力是一对作用力与反作用力，所以F压=G mv2/R 且 F压G 通过与上例的类比, 可以了解航天器中的失重的原因, 并由F压=m(gv2/R) 可以解出 ,当时座舱对航天员的支持力F支=0，航天员处于失重状态。3. 已知宇宙飞船的轨道半径为R，向心加速度为g，试推出当座舱对航天员的支持力FN0 时飞船的速度。探究三、离心运动做圆周运动的物体，它的线速度方向就在圆周的切线上，物体之所以没有飞出去，是因为它受到的合外力提供了它所需的向心力。当向心力突然消失时，物体就沿切线飞出去；当向心力不足时，物体虽不会沿切线飞出去，也会逐渐远离圆心，即：（1）定义：做圆周运动的物体，在所受合外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需要的向心力的情况下，将远离圆心运动出去，这种运动叫做离心运动。如图：（2）应用：离心干燥器、无缝钢管的生产、离心水泵能力训练案：一、近似处理思想在火车转弯问题中的应用例题 1、 一段铁路转弯处， 内、 外轨高度差为h10 ， 弯道半径为r 625m， 轨距 L1435mm ，求这段弯道的设计速度v0是多大时才能保证内、外轨不受侧向压力？解析：二、圆周运动中绳模型的应用名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 4 页 - - - - - - - - - 例题 2、长 L0.5m 的细绳拴着小水桶绕固定轴在竖直平面内转动，筒中有质量m 0.5Kg的水，问：（1）在最高点时，水不流出的最小速度是多少？（2）在最高点时，若速度v3m/s，水对筒底的压力多大？解析：三、圆周运动中的杆模型例题 3、如图 545 所示， 长为 L 的轻杆一端有一个质量为m的小球， 另一端有光滑的固定轴 O，现给球一初速度，使球和杆一起绕O 轴在竖直平面内转动，不计空气阻力，则（）A.小球到达最高点的速度必须大于gLB.小球到达最高点的速度可能为0C.小球到达最高点受杆的作用力一定为拉力D.小球到达最高点受杆的作用力一定为支持力解析：四、拱桥问题例题 4、 如图 547 所示，汽车质量为1.5 104Kg，以不变的速率先后驶过凹形桥和凸形桥，桥面圆弧半径为15m ，如果桥面承受的最大压力不得超过2.0 105N，则汽车允许的最大速率是多少？汽车以此速率驶过桥面的最小压力是多少？解析：过关检测案：1. 关于圆周运动，下列说法正确的是（）A.做匀速圆周运动的物体，受到的合外力一定指向圆心B.做匀速圆周运动的物体，它的加速度方向不一定指向圆心C. 做匀速圆周运动的物体，它的向心加速度方向不一定指向圆心D.做匀速圆周运动的物体，它的合外力一定指向圆心 2.下列说法正确的是（）A.做圆周运动的物体所受合外力恰好等于向心力B.物体所受合外力大与需要的向心力时，物体做离心运动C.物体在做匀速圆周运动时，若所受合外力突然变小了，则物体做离心运动D.洗衣机的脱水桶就是应用了离心现象才把衣服甩干的3. 如图 548 所示，光滑的水平面上，小球m在拉力 F 的作用下做匀速圆周运动，若小球到达B点时 F 突然发生变化，下列关于小球的运动的说法正确的是（）A. F 突然消失，小球将沿轨迹 Ba 做离心运动B. F 突然变小，小球将沿轨迹Ba 做离心运动C. F 突然变大，小球将沿轨迹Bb 做离心运动D. F 突然变小，小球将沿轨迹Bc 做离心运动4. 下列那些现象是为了防止离心运动而产生不良后果的（）A.汽车拐弯时要限速 B.转速很高的砂轮半径不能做得太大C.在砂轮的外侧加一个防护罩 D.修筑铁路时，拐弯处轨道内高外低5. 质量为m的飞机，以速率v 在水平面上做半径为R 的匀速圆周运动，空气对飞机图 545 O L m 图 547 B a b c O F v 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 4 页 - - - - - - - - - 的作用力大小为 （）A. 222)(Rvgm B. Rvm2 C. 222)(gRvm D. mg 6. 一列火车在运动时，乘客突然发现悬在车顶上的小球向右偏离设偏离竖直方向的角度为，则乘客断定火车在向_拐弯，此时列车的向心加速度为_。7. 如图所示为工厂中的行车示意图，设钢丝长3m ，用它吊着质量为2.7t的铸件，行车以2m/s 的速度匀速行驶，当行车突然刹车停止时钢丝受到的拉力为_N。8. 质量为m 1Kg 的滑块沿光滑的圆轨道内侧向上滑行，已知圆弧轨道半径R0.2m，滑块经过圆弧轨道最高点的速度为v2m/s，如图550 所示， g10m/s2，则在最高点时滑块对圆弧轨道的压力为多少？9. 图 552 所示的是双人花样滑冰运动员中男运动员拉着女运动员作圆锥摆运动的精彩场面。若女运动员伸直的身体与竖直方向夹角为，质量为m ，重心位置做圆周运动的半径为 r ，求男运动员对女运动员的拉力大小及两人转动的角速度。（女运动员已离开冰面）10. 如图 553 所示 , 一直立雨伞，其边缘的半径为r ，离地面的高度为h。当伞绕柄以角速度 匀速旋转时，沿伞边缘飞出的水滴落在地面上形成一个大圆周，试证明这个大圆周的半径ghrR221学后反思：图 553 R r h 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 4 页 - - - - - - - - -