《生活中的圆周运动》基础导学.docVIP

《生活中的圆周运动》基础导学 主备人：唐维四审核人： 张磊， 【学习目标】1、会在具体问题中分析向心力的来源。 2、知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动， 3、会求变速圆周运动中物体在特殊点的向心力和向心加速度。 【学习重点】在具体问题中找出向心力的来源 【学习难点】拱形桥上运动物体的受力分析 【自主学习】先阅读课本，再回答问题 1、（B层）火车转弯特点：火车转弯是一段圆周运动,圆周轨道为弯道所在的水平轨道平面. 受力分析，确定向心力（向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供）. 缺点：向心力由铁轨和车轮轮缘的相互挤压作用产生的弹力提供，由于火车质量大，速度快，由公式F向=mv2/r，向心力很大，对火车和铁轨损害很大事实上在火车转弯处，外轨要比内轨略微高一点，形成一个斜面，火车受的重力和支持力的合力提供向心力，对内外轨都无挤压，这样就达到了保护铁轨的目的向心力F向（1）内外轨道对火车两侧车轮轮缘都无压力. F向=mv2/r ，求得v0=_______，（）当vv0 时，外轨道对外侧车轮轮缘有压力，（3）当vv0 时，内轨道对内侧车轮轮缘有压力，质量为m的汽车在拱形桥上以速度v行驶，若桥面的圆弧半径为R，试画出受力分析图，分析汽车通过桥的最高点时对桥的压力.通过分析，你可以得出什么结论？ 画出汽车的受力图，推导出汽车对桥面的压力. 一辆质量m=2.0 t的小轿车，驶过半径R= m的一段圆弧形桥面，重力加速度g=10 m/s2.求： （1）若桥面为凹形，汽车以20 m/s的速度通过桥面最低点时，对桥面压力是多大？ （2）若桥面为凸形，汽车以10 m/s的速度通过桥面最高点时，对桥面压力是多大？ （3）汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时，对桥面刚好没有压力？ L=0.5 m、质量可忽略的杆，其一端固定于O点，另一端连有质量m=2 kg的小球，它绕O点做竖直平面内的圆周运动，当通过最高点时，如图所示.求下列情况下球所受到的力（计算出大小，并说明是拉力还是支持力 （1）当v=1 m/s时，大小为______N，是_______力； （2）当v=4 m/s时，大小为_______N，是_______力. 分析过程： 形成小结： 航天器中的失重现象 从刚才研究的一道例题可以看出，当汽车通过拱形桥凸形桥面顶点时，如果车速达到一定大小，则可使汽车对桥面的压力为零．如果我们把地球想象为特大的“拱形桥”，则情形如何呢?会不会出现这样的情况；速度达到一定程度时，地面对车的支持力是零?这时驾驶员与座椅之间的压力是多少?驾驶员躯体各部分之间的压力是多少?他这时可能有什么感觉?（学生独立分析以上提出的问题，并在练习本上画出受力分析图，尝试解答．） 【自我检测】 1、（C层）一辆汽车在丘陵地带匀速行驶，地形如图所示，由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是（??? ） A.a处??? B.b处??? C.c处??? D.d处 2、（B层）汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大值，当汽车速度增为原来2倍时，则汽车的转弯半径必须变化为原来的多少倍. 3．火车在转弯行驶时，需要靠铁轨的支持力提供向心力。下列关于火车转弯的说法中正确的是 ( ) A．在转弯处使外轨略高于内轨 B．在转弯处使内轨略高于外轨 C．在转弯处使内轨、外轨在同一水平高度 D．在转弯处火车受到的支持力竖直向上 4．汽车以—定速率通过拱桥时，下列说法中正确的是 ( ) A．在最高点汽车对桥的压力大于汽车的重力 B．在最高点汽车对桥的压力等于汽车的重力 C．在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力 D．汽车以恒定的速率过桥时，汽车所受的合力为零 5. 关于铁道转弯处内外铁轨间有高度差，下列说法中正确的是（ ） A. 可以使火车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的摩擦 B. 火车转弯时，火车的速度越小，车轮对内侧的铁轨测侧向压力越小 C. 火车转弯时，火车的速度越大，车轮对外侧的铁轨测侧向压力越大 D. 外铁轨略高于内铁轨，使得火车转弯时，由重力和支持力的合力提供了部分向心力 6. 如图1所示，在高速公路的拐弯处，路面筑得外高内低，即当车向左拐弯时，司机右侧的路面比左侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ。设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向（即垂直于前进方向）摩擦力等于0，θ应等于（ ） A. ?B. C. D. 7．在下列情况中，汽车对凸形桥顶部的压力最小的是( ) A．以较小的速度驶过半径较大的桥； B．以较小的速度驶过半径较小的桥； C．以较大的速度驶过半径较大的桥： D．以较大的速度驶过半径较小的桥． 8．一辆汽车匀速通过一座圆形拱桥后，接着又匀速通过圆弧形凹