人教版高中物理必修第二册精品课件 第6章 圆周运动 分层作业12 竖直面内圆周运动的临界问题.ppt

123456789101112解析小球在BD下方运动时,向心加速度指向圆心,均有竖直向上的分量,故处于超重状态,故A错误;由于玩具小车在轨道上做匀速圆周运动,切向分量上合力为零,故在B点受到竖直向上的摩擦力,故B错误;设玩具小车在C点12345678910111210.如图所示,一环形车道竖直放置,半径R=5m,特技演员以恒定速率行驶,演员与汽车的总质量为m=1×103kg,重力加速度g取10m/s2。(1)若汽车以10m/s恒定的速率运动,则汽车通过最高点时对环形车道的压力大小为多少?(2)若要挑战成功,汽车的速率最小值为多少?123456789101112解得FN=1×104N由牛顿第三定律可知压力与支持力二者为相互作用力,大小相等,方向相反。12345678910111211.(2024四川眉山期中)某次飞行表演时,飞机向上拉升做后空翻动作的一段轨迹可看成一段圆弧(如图所示)。设飞机做后空翻动作时,在最高点附近做半径r=160m的圆周运动。如果飞行员质量m=70kg,g取10m/s2。(1)飞机经过最高点P时的速度v=360km/h,则这时飞行员对座椅的压力大小是多少?(2)若要使飞行员对座椅恰好无作用力,则飞机经过P点的速度应该为多少?123456789101112解析(1)飞机经过最高点时,v=360km/h=100m/s对飞行员进行受力分析,飞行员在竖直方向受到重力mg,设座椅对人有向下支持力FN与假设相符合由牛顿第三定律得,飞行员对座椅的压力大小为3675N。123456789101112(2)飞行员对座椅恰好无作用力,则在最高点只受重力,由牛顿第二定律得答案(1)3675N(2)40m/s123456789101112C级核心素养拔高练12.如图所示,一杂技运动员骑摩托车沿一竖直圆轨道做匀速圆周运动。摩托车运动的速率恒为v=10m/s,人和摩托车的总质量为m=200kg,摩托车受到的阻力是摩托车对轨道压力的,摩托车通过与圆心O在同一水平面上的B点向下运动时牵引力恰好为零,摩托车车身的长度不计,g取10m/s2,π取3.14,求:(1)运动员完成一次圆周运动所需的时间;(2)摩托车在最低点对轨道的压力大小。123456789101112解析(1)根据题意可知摩托车通过B点时牵引力恰好为零,此时摩托车所受摩擦力Ff与重力平衡,所以有123456789101112(2)在最低点,对人和摩托车整体有解得F=6000N根据牛顿第三定律,摩托车对轨道的压力大小F=F=6000N。答案(1)3.14s(2)6000N123456789101112A级必备知识基础练BC题组一竖直面内圆周运动的轻绳(过山车)模型1.(多选)在笼中表演的摩托飞车如图甲所示,其中某次在竖直平面内的表演可简化为图乙所示,将竖直平面看作半径为r的圆。已知摩托车和驾驶员(可简化为质点)的总质量为m,重力加速度为g,关于在竖直平面内表演的摩托车和驾驶员,下列说法正确的是()A.在最高点受到的最小弹力为mgB.在最高点的最小速度为C.在最低点超重,在最高点失重D.在最低点失重,在最高点超重123456789101112解析在最高点受到的最小弹力为0,此时由重力提供向心力,故A错误;在最高点受到弹力为0时的速度最小,,故B正确;在最低点有方向向上的加速度,处于超重状态,在最高点有方向向下的加速度,处于失重状态,故C正确,D错误。123456789101112BC题组二竖直面内圆周运动的轻杆(管道)模型2.(多选)如图所示,轻杆一端固定在水平转轴O上,另一端固定一个小球,轻杆随转轴在竖直平面内做圆周运动,当小球运动至最高点时,轻杆对小球的作用力()A.方向一定竖直向上B.方向可能竖直向下C.大小可能为0D.大小不可能为0123456789101112123456789101112B3.(2024山东滨州期末)如图所示,内壁光滑的细圆管用轻杆固定在竖直平面内,其质量为0.22kg,半径为0.5m。质量为0.1kg的小球,其直径略小于细圆管的内径,小球运动到圆管最高点时,