专题匀变速圆周运动的应用.doc

安吉县高级中学 高一物理组 物理 必修二 第五章 曲线运动专题：圆周运动应用（一）主编：朱宝生 主审：沈涛 班级 姓名 学号 教学要求：1 能定性分析火车外轨比内轨高的原因。2 能定量分析汽车过拱形桥最高点和凹形桥最低点的压力问题。3 知道航天器中的失重现象的本质。4 知道离心运动及其产生条件，了解离心运动的应用和预防。5 知道牛顿第二定律是分析圆周运动的基础规律，进一步领会力与惯性对物体运动状态变化所起的作用。逐步养成用物理知识分析生活和生产中实际问题的能力。知识链接：1离心运动：1离心运动： 2发生离心现象的条件： 3离心运动的应用： 4防止离心运动造成的危害： 课堂案例：【例1】火车经过铁路弯道处是一段圆弧，火车经过时的速度大小保持不变。试分析下列几种情况下，火车车轮轮缘对轨道的侧向压力。（1）内外轨没有高度差，弯道半径为100m，火车质量m=20t，速度为v=20m/s。（2）内外轨组成的斜面与地面倾角为=37，弯道半径为100m，火车质量m=20t，速度为v=20m/s。（3）弯道半径为100m，火车质量m=20t，速度为v=20m/s。内外轨组成的斜面与地面倾角为多大时，轮缘对轨道没有侧向压力。【例2】如图所示，质量m=2104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，两桥面的圆弧半径均为20m，则当汽车以10m/s的速度通过凹形桥的最低点和凸形桥的最高点时，对两桥面的压力分别是多少？汽车在凸形桥与凹形桥上运动特点的对比：（车质量为m，拱桥半径为r，重力加速度为g）受力分析力学关系式对桥面的压力凸形桥（最高点）凹形桥（最低点）【例3】如图所示，高速公路转弯处弯道圆半径R=100m，汽车轮胎与路面间的动摩擦因数=0.23。若路面是水平的，问汽车转弯时不发生径向滑动（离心现象）所许可的最大速率vm为多大？ （变式）如图所示，光滑水平面上，小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动，若小球运动到P点时，拉力F发生变化，关于小球运动情况的说法正确的是（ ）A 若拉力突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动B 若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动C 若拉力突然变小，小球将可能沿轨迹Pb做离心运动D 若拉力突然变大，小球将可能沿轨迹Pc做近心运动总结反思： 专题：圆周运动应用（一）课后习题班级 姓名 学号 1在水平面上转弯的汽车，提供向心力的是A重力和支持力的合力 B静摩擦力C滑动摩擦力 D重力、支持力和牵引力的合力2路基略倾斜，火车在拐弯时，对于向心力的分析，正确的是A由于火车本身作用而产生了向心力B主要是由于内外轨的高度差的作用，车身略倾斜，车身所受重力的分力提供了向心力C火车在拐弯时的速率小于规定速率时，内轨将给火车侧压力，侧压力就是向心力D火车在拐弯时的速率大于规定速率时，外轨将给火车侧压力，侧压力作为火车拐弯时向心力的一部分3当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的3/4倍，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶致桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为A15m/s B20m/sC25m/s D30m/s4如图所示，汽车在炎热的夏天沿不平的曲面行使，其中最容易发生爆胎的点是（假定汽车运动速率不变。）Aa点 Bb点Cc点 Dd点5物体m用线通过光滑的水平板上的小孔与砝码M相连，并且正在做匀速圆周运动，如图所示，如果减小M的质量，则物体m的轨道半径r、角速度、线速度v的大小变化情况是Ar不变，变小Br增大，减小Cr减小,v不变Dr减小，不变6A、B、C二个物体放在旋转圆台上，静摩擦因数均为，A的质量为2m，B、C质量均为m，A、B离轴为R，C离轴为2R，则当圆台旋转时(设A、B、C都没有滑动，如图所示)AC物的向心加速度最大BB物的静摩擦力最小C当圆台转速增加时，C比A先滑动D当圆台转速增加时，B比A先滑动7有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动图中粗线圆表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为 下列说法中正确的是Ah越高，摩托车对侧壁的压力将越大Bh越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大Ch越高，摩托车做圆周运动的周期将越小Dh越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大8如图所示，在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A静止（相对空间舱）“站”在舱内朝向地球一侧“地面”B上。则下列说法正确的是（ ）A宇航员A不受重力作用B宇航员A所受重力与他在该位置所受的万有引力相等C宇航员A与“地面”B之间无弹力作用D若宇航员A将手中一小球无初速度（相对空间舱）释放，该小球将落到“地面”B上9如图所示，半径为R的光滑圆环上套有一质量为m的小环，当圆环以角速度绕着环心的竖直轴旋转时，求小环偏离圆环最低点的高度。10宇宙飞出中的宇航员需要在航天之前进行多种训练，下图是离心实验器的原理图。可以用离心实验器来研究过荷对人体的影响，测试人的抗荷能力。离心实验器转动时，被测验者做匀速圆周运动，这时，被测试者会造成大脑贫血，四肢沉重，过荷过大时，被测试者还会暂时失明，甚至昏厥。（1）分析被测试者为什么会造成大脑贫血，甚至暂时失明。（2）现观察到图中的直线AB（即垂直于座位的直线）与水平杆成30角，被测试者对座位的压力是他所受重力的多少倍？若旋转半径r=2m，则此时被测试者的角速度为多大？11如图所示，半径为R的半圆形轨道固定在水平面上，一质量为m的小球以某一速度从A点冲上轨道，小球通过最高点B后落到水平地面上的C点，AC=4R（所有接触面都光滑）求：（1）小球到B点是轨道对它的作用力，（2）小球在C点是速度的大小和方向。3如图所