《物理 第二章 勻速圓周運動 第3節(jié) 圓周運動的實例分析 第4節(jié) 圓周運動與人類文明（選學） 教科版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《物理 第二章 勻速圓周運動 第3節(jié) 圓周運動的實例分析 第4節(jié) 圓周運動與人類文明（選學） 教科版必修2（48頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第3 3節(jié)圓周運動的實例分析節(jié)圓周運動的實例分析第第4 4節(jié)圓周運動與人類文明節(jié)圓周運動與人類文明( (選學選學) )自主學習自主學習課堂探究課堂探究達標測評達標測評自主學習自主學習 課前預習課前預習感悟新知感悟新知 ( (教師參考教師參考) )目標導航目標導航重點重點: :分析向心力的來源分析向心力的來源, ,計算向心力的大小計算向心力的大小難點難點: : 圓周運動實例中向心力來源圓周運動實例中向心力來源 情境鏈接情境鏈接如圖如圖( (甲甲) )所示為汽車在高低不平的路面上行駛時的橫截面圖所示為汽車在高低不平的路面上行駛時的橫截面圖, ,如圖如圖( (乙乙) )所所示為火車彎道的橫截面圖示
2、為火車彎道的橫截面圖, , 1.1.在拱形路面的最高點時汽車向心力由什么力提供在拱形路面的最高點時汽車向心力由什么力提供? ?2.2.在凹形路面的最低點時汽車的向心力由什么力提供在凹形路面的最低點時汽車的向心力由什么力提供? ?3.3.火車彎道上內、外側鐵軌高度一樣高嗎火車彎道上內、外側鐵軌高度一樣高嗎? ?這樣有什么好處這樣有什么好處? ? 信息信息1.1.汽車在拱形路面的最高點時有汽車在拱形路面的最高點時有mg-N=m.mg-N=m.2.2.汽車在凹形路面的最低點時有汽車在凹形路面的最低點時有N-mg=m.N-mg=m.3.3.火車彎道上外軌稍高于內軌火車彎道上外軌稍高于內軌, ,這樣可減
3、少火車轉彎對內、外軌的擠壓作用這樣可減少火車轉彎對內、外軌的擠壓作用. .教材梳理教材梳理一、汽車過拱形橋、一、汽車過拱形橋、“旋轉秋千旋轉秋千”、火車轉彎、火車轉彎重力重力mgmg、橋面的支持力、橋面的支持力N,N,如圖所示如圖所示. .重力重力mgmg、纜繩的、纜繩的拉力拉力T,T,如圖所示如圖所示. .重力重力mgmg、軌道的支、軌道的支持力持力N,N,如圖所示如圖所示. .( (凸形橋最高點凸形橋最高點) )( (凹形橋最低點凹形橋最低點) )mgmg和和N N的合力提供向的合力提供向心力心力, ,即凸形橋最高即凸形橋最高點點: : =m =m 凹形橋最低點凹形橋最低點: : =m=m
4、2vr2vrmg-Nmg-NN-mgN-mgmgmg和和T T的合力提供向的合力提供向心力心力, ,即即 = = mm2 2r,r,其中其中r=rr=r0 0+ +lsinlsin mgtanmgtan mgmg和和N N的合力提的合力提供向心力供向心力, ,即即 =m ,=m ,其中其中r=r=LcosLcos 2vrmgtanmgtan 想一想想一想 火車在轉彎時火車在轉彎時, ,若內外軌是相平的若內外軌是相平的, ,誰提供火車的向心力誰提供火車的向心力? ?這樣這樣會加大哪側軌道磨損會加大哪側軌道磨損? ?答案答案: :由外軌內側的彈力提供火車轉彎的向心力由外軌內側的彈力提供火車轉彎的向
5、心力. .這樣會加大外軌的磨損這樣會加大外軌的磨損. .二、離心運動二、離心運動1.1.定義定義: :在做圓周運動時在做圓周運動時, ,由于合外力提供的向心力消失或不足由于合外力提供的向心力消失或不足, ,以致以致物體沿圓周運動的物體沿圓周運動的 方向飛出或做遠離方向飛出或做遠離 而去的運動而去的運動. .2.2.應用應用: :離心機械離心機械, ,如洗衣機的脫水筒、離心機等如洗衣機的脫水筒、離心機等. .切線切線圓心圓心想一想想一想 在公路的急轉彎路段在公路的急轉彎路段, ,往往設置限速標志往往設置限速標志, ,為什么要限速為什么要限速? ?答案答案: :在急轉彎路段在急轉彎路段, ,如果車
6、速過大如果車速過大, ,靜摩擦力不足以提供汽車轉彎所需的靜摩擦力不足以提供汽車轉彎所需的向心力時向心力時, ,汽車會做離心運動而沖出車道汽車會做離心運動而沖出車道, ,引發(fā)交通事故引發(fā)交通事故. .1.1.車輛在水平路面上轉彎時車輛在水平路面上轉彎時, ,所受重力與支持力的合力提供向心力所受重力與支持力的合力提供向心力.(.() )2.2.車輛在水平路面上轉彎時車輛在水平路面上轉彎時, ,所受摩擦力提供向心力所受摩擦力提供向心力.(.() )3.3.車輛按規(guī)定車速通過車輛按規(guī)定車速通過“內低外高內低外高”的彎道時的彎道時, ,向心力是由重力和支持力的向心力是由重力和支持力的合力提供的合力提供的
7、.(.() )4.4.汽車在水平路面上勻速行駛時汽車在水平路面上勻速行駛時, ,對地面的壓力等于車重對地面的壓力等于車重, ,加速行駛時大于加速行駛時大于車重車重.(.() )5.5.汽車在拱形橋上行駛汽車在拱形橋上行駛, ,速度小時對橋面的壓力大于車重速度小時對橋面的壓力大于車重, ,速度大時壓力小速度大時壓力小于車重于車重.(.() )6.6.汽車通過凹形橋底部時汽車通過凹形橋底部時, ,對橋面的壓力一定大于車重對橋面的壓力一定大于車重.(.() )思考判斷思考判斷答案答案: :1.1.2.2.3.3.4.4.5.5.6.6.要點一要點一 直平面內圓周運動的實例分析直平面內圓周運動的實例分
8、析課堂探究課堂探究 核心導學核心導學要點探究要點探究【問題導學問題導學】如圖所示為拱形橋和凹形橋的路面如圖所示為拱形橋和凹形橋的路面, ,汽車過拱形橋汽車過拱形橋, ,若車速過大若車速過大, ,易出現(xiàn)哪些易出現(xiàn)哪些危險危險? ?過凹形橋過凹形橋, ,車速過大呢車速過大呢? ?答案答案: :若在拱形橋的最高點時車速過大若在拱形橋的最高點時車速過大, ,易脫離橋面造成飛車易脫離橋面造成飛車; ;若在凹形若在凹形橋的最低點時車速過大橋的最低點時車速過大, ,壓力過大易造成爆胎壓力過大易造成爆胎. .【要點歸納要點歸納】【典例典例1 1】 如圖所示如圖所示, ,質量質量m=2.0m=2.010104
9、4 kg kg的汽車以不變的速率先后駛過凹的汽車以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面形橋面和凸形橋面, ,兩橋面的圓弧半徑均為兩橋面的圓弧半徑均為20 m.20 m.如果橋面承受的壓力不得如果橋面承受的壓力不得超過超過3.03.010105 5 N, N,則則: :(1)(1)汽車允許的最大速度是多少汽車允許的最大速度是多少? ?思維導圖思維導圖 解析解析: :(1)(1)汽車在凹形橋最低點時存在最大允許速度汽車在凹形橋最低點時存在最大允許速度, ,由牛頓第二定律得由牛頓第二定律得N Nmaxmax-mg=m-mg=m代入數(shù)據(jù)解得代入數(shù)據(jù)解得v=10 v=10 m/sm/s. .2vr(2)
10、(2)若以所求速度行駛若以所求速度行駛, ,汽車對橋面的最小壓力是多少汽車對橋面的最小壓力是多少?(g?(g取取10 m/s10 m/s2 2) )答案答案: :(1)10 (1)10 m/sm/s (2)1(2)110105 5 N N規(guī)律方法規(guī)律方法 汽車過凹形橋與凸形橋的動力學分析汽車過凹形橋與凸形橋的動力學分析( (教師備用教師備用) )例例1-1:1-1:一輛質量一輛質量m=1.8 tm=1.8 t的轎車的轎車, ,駛過半徑駛過半徑R=90 mR=90 m的一段凸形橋面的一段凸形橋面,g=10 m/s,g=10 m/s2 2, ,求求: :(1)(1)轎車以轎車以10 10 m/sm
11、/s的速度通過橋面最高點時的速度通過橋面最高點時, ,對橋面的壓力是多大對橋面的壓力是多大? ?解析解析: :(1)(1)轎車通過凸形橋面最高點時轎車通過凸形橋面最高點時, ,受力分析如圖所示受力分析如圖所示: :答案答案: :(1)1.6(1)1.610104 4N N(2)(2)在最高點對橋面的壓力等于轎車重力的一半時在最高點對橋面的壓力等于轎車重力的一半時, ,車的速度大小是多少車的速度大小是多少? ?答案答案: :(2)21.2 (2)21.2 m/sm/s針對訓練針對訓練1-11-1如圖所示如圖所示, ,當汽車通過拱形橋頂點的速度為當汽車通過拱形橋頂點的速度為10 10 m/sm/s
12、時時, ,車車對橋頂?shù)膲毫檐囍氐膶蝽數(shù)膲毫檐囍氐?. .如果要使汽車在粗糙的橋面行駛至橋頂時如果要使汽車在粗糙的橋面行駛至橋頂時, ,不不受摩擦力作用受摩擦力作用, ,則汽車通過橋頂?shù)乃俣葢獮閯t汽車通過橋頂?shù)乃俣葢獮? ( ) )A.15 A.15 m/sm/s B.20 B.20 m/sm/sC.25 C.25 m/sm/s D.30 D.30 m/sm/sB B34要點二要點二 水平面內的勻速圓周運動實例分析水平面內的勻速圓周運動實例分析【問題導學問題導學】鐵路轉彎處外軌略高于內軌鐵路轉彎處外軌略高于內軌, ,要求火車轉彎時按規(guī)定速度通過要求火車轉彎時按規(guī)定速度通過, ,火車轉彎時火
13、車轉彎時速度如果過大或太小速度如果過大或太小, ,會對哪側軌道有側壓力會對哪側軌道有側壓力? ?答案答案: :火車轉彎時速度過大會對外側軌道有側壓力火車轉彎時速度過大會對外側軌道有側壓力, ,速度太小會對內側軌道速度太小會對內側軌道有側壓力有側壓力. .【要點歸納要點歸納】1.“1.“旋轉秋千旋轉秋千”及其簡化模型及其簡化模型2.2.火車、汽車和飛機的轉彎火車、汽車和飛機的轉彎(1)(1)火車的轉彎火車的轉彎彎道的特點彎道的特點在實際的火車轉彎處在實際的火車轉彎處, ,外軌高于內軌外軌高于內軌, ,若火車轉彎所需的向心力完全由若火車轉彎所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供重力和支持力的合力
14、提供, ,即即mgtanmgtan =m , =m ,如圖所示如圖所示, ,則則v v0 0= .= .其中其中R R為彎道半徑為彎道半徑,為軌道所在平面與水平面的夾角為軌道所在平面與水平面的夾角,v,v0 0為轉彎處的規(guī)為轉彎處的規(guī)定速度定速度. .20vRtangR明確圓周平面明確圓周平面雖然外軌高于內軌雖然外軌高于內軌, ,但整個外軌是等高的但整個外軌是等高的, ,整個內軌是等高的整個內軌是等高的. .因而火車因而火車在行駛的過程中在行駛的過程中, ,重心的高度不變重心的高度不變, ,即火車重心的軌跡在同一水平面內即火車重心的軌跡在同一水平面內. .故火車的圓周平面是水平面故火車的圓周平
15、面是水平面, ,而不是斜面而不是斜面. .即火車的向心加速度和向心即火車的向心加速度和向心力均沿水平面指向圓心力均沿水平面指向圓心. .速度與對軌道壓力的關系速度與對軌道壓力的關系a.a.當火車行駛速度當火車行駛速度v v等于規(guī)定速度等于規(guī)定速度v v0 0時時, ,所需向心力僅由重力和支持力的所需向心力僅由重力和支持力的合力提供合力提供, ,此時火車對內外軌道無側向擠壓作用此時火車對內外軌道無側向擠壓作用. .b.b.當火車行駛速度當火車行駛速度vvvv0 0時時, ,輪緣對外軌道有側壓力輪緣對外軌道有側壓力. .c.c.當火車行駛速度當火車行駛速度vvvvvv0 0時時, ,火車對外軌有向
16、外的側向壓力火車對外軌有向外的側向壓力C.C.當火車的速率當火車的速率vvvv0 0時時, ,火車對內軌有向內的擠壓力火車對內軌有向內的擠壓力D.D.當火車的速率當火車的速率vvvvvv0 0時時, ,火車重力與支持力的合力不足以提供向心力火車重力與支持力的合力不足以提供向心力, ,火車對外軌有向外的側向壓力火車對外軌有向外的側向壓力; ;當火車的速率當火車的速率vvvv0 0時時, ,火車重力與支持力的合力大于火車所需的向心力火車重力與支持力的合力大于火車所需的向心力, ,火車火車對內軌有向內的側向壓力對內軌有向內的側向壓力, ,選項選項B,DB,D正確正確,C,C錯誤錯誤. .ABDABD
17、針對訓練針對訓練2-22-2 ( (多選多選) )如圖所示如圖所示, ,兩個質量均為兩個質量均為m m的小木塊的小木塊a a和和b(b(可視為質可視為質點點) )放在水平圓盤上放在水平圓盤上,a,a與轉軸與轉軸OOOO的距離為的距離為l,bl,b與轉軸的距離為與轉軸的距離為2l.2l.木塊與圓木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k k倍倍, ,重力加速度大小為重力加速度大小為g.g.若圓盤從靜若圓盤從靜止開始繞轉軸緩慢地加速轉動止開始繞轉軸緩慢地加速轉動, ,用用表示圓盤轉動的角速度表示圓盤轉動的角速度, ,下列說法正確下列說法正確的是的是( ( ) )A.
18、bA.b一定比一定比a a先開始滑動先開始滑動B.a,bB.a,b所受的摩擦力始終相等所受的摩擦力始終相等C.C.= = 是是b b開始滑動的臨界角速度開始滑動的臨界角速度D.D.當當= = 時時,a,a所受摩擦力的大小為所受摩擦力的大小為kmgkmg2kgl3kglACAC要點三要點三 離心現(xiàn)象的理解離心現(xiàn)象的理解【問題導學問題導學】如圖所示如圖所示, ,鏈球比賽中鏈球比賽中, ,高速旋轉的鏈球被放手后會飛出高速旋轉的鏈球被放手后會飛出; ;汽車高速轉彎時汽車高速轉彎時, ,若摩擦力不足若摩擦力不足, ,汽車會滑出路面汽車會滑出路面. .請思考請思考: :(1)(1)鏈球飛出、汽車滑出是因為
19、受到了離心力嗎鏈球飛出、汽車滑出是因為受到了離心力嗎? ?(2)(2)做圓周運動的物體做圓周運動的物體, ,如果突然外力消失如果突然外力消失, ,會怎樣運動會怎樣運動? ?(3)(3)物體做離心運動的條件是什么物體做離心運動的條件是什么? ?答案答案: :(1)(1)不是離心力作用不是離心力作用. .(2)(2)物體會沿切線方向做勻速直線運動物體會沿切線方向做勻速直線運動(3)(3)物體所需的向心力不足或消失物體所需的向心力不足或消失. .【要點歸納要點歸納】1.1.離心運動的實質離心運動的實質離心運動實質是物體慣性的表現(xiàn)離心運動實質是物體慣性的表現(xiàn). .做圓周運動的物體做圓周運動的物體, ,
20、總有沿著圓周切線飛總有沿著圓周切線飛出去的趨向出去的趨向, ,之所以沒有飛出去之所以沒有飛出去, ,是因為受到向心力作用的緣故是因為受到向心力作用的緣故. .向心力不向心力不斷地把物體從圓周運動的切線方向拉到圓周上來斷地把物體從圓周運動的切線方向拉到圓周上來. .一旦作為向心力的合外一旦作為向心力的合外力突然消失或不足以提供向心力力突然消失或不足以提供向心力, ,物體就會發(fā)生離心運動物體就會發(fā)生離心運動. . 2.2.離心運動和近心運動中合外力與向心力的關系離心運動和近心運動中合外力與向心力的關系如圖所示如圖所示(4)(4)若若F F合合=0,=0,則物體沿切線方向飛出則物體沿切線方向飛出.
21、.3.3.幾種常見離心運動的對比幾種常見離心運動的對比【典例典例3 3】如圖所示如圖所示, ,高速公路轉彎處彎道圓半徑高速公路轉彎處彎道圓半徑R=100 m,R=100 m,汽車輪胎與路面汽車輪胎與路面間的動摩擦因數(shù)間的動摩擦因數(shù)=0.23.=0.23.最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等最大靜摩擦力與滑動摩擦力相等, ,若路面是水平若路面是水平的的, ,問汽車轉彎時不發(fā)生徑向滑動問汽車轉彎時不發(fā)生徑向滑動( (離心現(xiàn)象離心現(xiàn)象) )所許可的最大速率所許可的最大速率v vm m為多大為多大? ?當超過當超過v vm m時時, ,將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象將會出現(xiàn)什么現(xiàn)象? ?思路點撥思路點撥 (1)(1)汽車所
22、受的側向靜摩擦力提供向心力汽車所受的側向靜摩擦力提供向心力. .(2)(2)剛好側向滑動時剛好側向滑動時, ,最大靜摩擦力提供向心力最大靜摩擦力提供向心力, ,有有mgmg=m=m . .2mvR解析解析: :在水平路面上轉彎在水平路面上轉彎, ,向心力只能由靜摩擦力提供向心力只能由靜摩擦力提供, ,設汽車質量為設汽車質量為m,m,則則f fm m= =mgmg, ,則有則有m =m =mgmg, ,v vm m= ,= ,代入數(shù)據(jù)可得代入數(shù)據(jù)可得v vm m15 15 m/sm/s=54 km/h.=54 km/h.當汽車的速度超過當汽車的速度超過54 km/h54 km/h時時, ,需要的
23、向心力需要的向心力m m 大于最大靜摩擦力大于最大靜摩擦力, ,也就是也就是說提供的合外力不足以維持汽車做圓周運動所需的向心力說提供的合外力不足以維持汽車做圓周運動所需的向心力, ,汽車將做離心汽車將做離心運動運動, ,嚴重的將會出現(xiàn)翻車事故嚴重的將會出現(xiàn)翻車事故. .2mvRgR2vR答案答案: :54 km/h54 km/h汽車做離心運動或出現(xiàn)翻車事故汽車做離心運動或出現(xiàn)翻車事故誤區(qū)警示誤區(qū)警示 對離心運動理解出錯對離心運動理解出錯在處理離心運動問題時要注意從動力學觀點分析離心運動的成因在處理離心運動問題時要注意從動力學觀點分析離心運動的成因. .物體之物體之所以做離心運動是由于向心力不足
24、或突然消失所以做離心運動是由于向心力不足或突然消失, ,而不是由于受到離心力的而不是由于受到離心力的作用作用. .事實上事實上, ,并沒有離心力這種力并沒有離心力這種力. .( (教師備用教師備用) )例例3-13-1: :( (多選多選) )中央電視臺中央電視臺今日說法今日說法欄目報道了一起發(fā)生在湖南長沙某欄目報道了一起發(fā)生在湖南長沙某區(qū)湘府路上的離奇交通事故區(qū)湘府路上的離奇交通事故. .家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個家住公路拐彎處的張先生和李先生家在三個月內連續(xù)遭遇了七次大卡車側翻在自家門口的場面月內連續(xù)遭遇了七次大卡車側翻在自家門口的場面, ,第八次有輛卡車沖撞第八次有輛卡車沖撞
25、進李先生家進李先生家, ,造成三死一傷和房屋嚴重損毀的血腥慘案造成三死一傷和房屋嚴重損毀的血腥慘案. .經(jīng)公安部門和交通經(jīng)公安部門和交通部門協(xié)力調查部門協(xié)力調查, ,畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示畫出的現(xiàn)場示意圖如圖所示. .交警根據(jù)圖示作出以下判斷交警根據(jù)圖示作出以下判斷, ,你認為正確的是你認為正確的是( ( ) ) A.A.由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側翻是因為車做離心運動由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側翻是因為車做離心運動B.B.由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側翻是因為車做向心運動由圖可知汽車在拐彎時發(fā)生側翻是因為車做向心運動C.C.公路在設計上可能內公路在設計上可能內( (東北東北) )高外高外( (西南
26、西南) )低低D.D.公路在設計上可能外公路在設計上可能外( (西南西南) )高內高內( (東北東北) )低低ACAC解析解析: :由題圖可知發(fā)生事故時由題圖可知發(fā)生事故時, ,卡車在做圓周運動卡車在做圓周運動, ,由圖可以看出卡車沖入民由圖可以看出卡車沖入民宅時做離心運動宅時做離心運動, ,故選項故選項A A正確正確,B,B錯誤錯誤; ;如果外側高如果外側高, ,卡車所受重力和支持力卡車所受重力和支持力的合力提供向心力的合力提供向心力, ,則卡車不會做離心運動則卡車不會做離心運動, ,也不會發(fā)生事故也不會發(fā)生事故, ,故選項故選項C C正確正確. .針對訓練針對訓練3-13-1 (2017(
27、2017溫州高一檢測溫州高一檢測) )下列哪種現(xiàn)象利用了物體的離心下列哪種現(xiàn)象利用了物體的離心運動運動( ( ) )A.A.車轉彎時要限制速度車轉彎時要限制速度B.B.轉速很高的砂輪半徑不能做得太大轉速很高的砂輪半徑不能做得太大C.C.在修筑鐵路時在修筑鐵路時, ,轉彎處軌道的內軌要低于外軌轉彎處軌道的內軌要低于外軌D.D.離心水泵工作時離心水泵工作時解析解析: :車輛轉彎時限速、修筑鐵路時彎道處內軌低于外軌都是為了防止因車輛轉彎時限速、修筑鐵路時彎道處內軌低于外軌都是為了防止因為離心運動而產(chǎn)生側翻危險為離心運動而產(chǎn)生側翻危險, ,轉速很高的砂輪半徑不能做得太大也是為了轉速很高的砂輪半徑不能做
28、得太大也是為了防止因離心運動而將砂輪轉壞防止因離心運動而將砂輪轉壞. .離心水泵工作時運用了水的離心運動規(guī)律離心水泵工作時運用了水的離心運動規(guī)律, ,選項選項D D正確正確 D D達標測評達標測評 隨堂演練隨堂演練檢測效果檢測效果1.1.下列有關洗衣機脫水筒的脫水原理說法正確的是下列有關洗衣機脫水筒的脫水原理說法正確的是( ( ) )A.A.水滴受離心力作用水滴受離心力作用, ,而沿背離圓心的方向甩出而沿背離圓心的方向甩出B.B.水滴受到向心力水滴受到向心力, ,由于慣性沿切線方向甩出由于慣性沿切線方向甩出C.C.水滴受到的離心力大于它受到的向心力水滴受到的離心力大于它受到的向心力, ,從而沿
29、切線方向甩出從而沿切線方向甩出D.D.水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力水滴與衣服間的附著力小于它所需的向心力, ,于是沿切線方向甩出于是沿切線方向甩出D D解析解析: :隨著脫水筒的轉速增加隨著脫水筒的轉速增加, ,水滴所需的向心力越來越大水滴所需的向心力越來越大, ,當轉速達到當轉速達到一定值一定值, ,水滴所需的向心力水滴所需的向心力F=m F=m 大于水滴與衣服間的附著力時大于水滴與衣服間的附著力時, ,水滴就水滴就會做離心運動會做離心運動, ,沿切線方向被甩出沿切線方向被甩出, ,選項選項D D正確正確. .2vr2 2.(.(多選多選) )火車軌道在轉彎處外軌高于內軌火車軌道在
30、轉彎處外軌高于內軌, ,其高度差由轉彎半徑與火車速度其高度差由轉彎半徑與火車速度確定確定. .若在某轉彎處規(guī)定行駛速度為若在某轉彎處規(guī)定行駛速度為v,v,則下列說法中正確的是則下列說法中正確的是( ( ) )A.A.當以當以v v的速度通過此彎路時的速度通過此彎路時, ,火車重力與軌道面支持力的合力提供向心力火車重力與軌道面支持力的合力提供向心力B.B.當以當以v v的速度通過此彎路時的速度通過此彎路時, ,火車重力、軌道面支持力和外軌對輪緣彈力的火車重力、軌道面支持力和外軌對輪緣彈力的合力提供向心力合力提供向心力ACAC解析解析: :火車拐彎時按鐵路的設計速度行駛時火車拐彎時按鐵路的設計速度
31、行駛時, ,向心力由火車的重力和軌道向心力由火車的重力和軌道的支持力的合力提供的支持力的合力提供, ,選項選項A A正確正確,B,B錯誤錯誤; ;當速度大于當速度大于v v時時, ,火車的重力和軌火車的重力和軌道的支持力的合力小于向心力道的支持力的合力小于向心力, ,外軌對輪緣有向內的彈力外軌對輪緣有向內的彈力, ,輪緣擠壓外軌輪緣擠壓外軌, ,選項選項C C正確正確,D,D錯誤錯誤. .3.3.半徑為半徑為R R的光滑半圓球固定在水平面上的光滑半圓球固定在水平面上( (如圖所示如圖所示),),頂部有一小物體頂部有一小物體A,A,今今給它一個水平初速度給它一個水平初速度v v0 0= ,= ,
32、則物體將則物體將( ( ) )A.A.沿球面下滑至沿球面下滑至M M點點B.B.沿球面下滑至某一點沿球面下滑至某一點N,N,便離開球面做斜下拋運動便離開球面做斜下拋運動C.C.沿半徑大于沿半徑大于R R的新圓弧軌道做圓周運動的新圓弧軌道做圓周運動D.D.立即離開半圓球做平拋運動立即離開半圓球做平拋運動D D解析解析: :當當v v0 0= = 時時, ,所需向心力所需向心力F=m =mg,F=m =mg,此時此時, ,物體與半球面頂部接觸但物體與半球面頂部接觸但無彈力作用無彈力作用, ,物體只受重力作用物體只受重力作用, ,所以做平拋運動所以做平拋運動, ,故故D D正確正確. .RggR20vR4 4. .如圖所示如圖所示, ,質量為質量為1 kg1 kg的小球用細繩懸掛于的小球用細繩懸掛于O O點點, ,將小球拉離豎直位置釋將小球拉離豎直位置釋放后放后, ,到達最低點時的速度為到達最低點時的速度為2 2 m/sm/s, ,已知球心到懸點的距離為已知球心到懸點的距離為1 m,1 m,重力加重力加速度速度g=10 m/sg=10 m/s2 2, ,求小球在最低點時對繩的拉力的大小求小球在最低點時對繩的拉力的大小. .答案答案: :14 N14 N( (教師參考教師參考) )課堂小結課堂小結
物理 第二章 勻速圓周運動 第3節(jié) 圓周運動的實例分析 第4節(jié) 圓周運動與人類文明（選學） 教科版必修2
