第五章__第7节生活中的圆周运动.doc

自辅教学案 自辅教学案 第五章 第七节 生活中的圆周运动【问题探究】火车转弯时，具有向心加速度，是什么力使它产生向心加速度，修筑铁路时，为什么要使火车的外轨略高于内轨？如果一样高，会有什么危害？外轨高于内轨时，对火车的行驶速度有什么要求吗？ 练习：一段铁路转弯处，内、外轨道高度差为h，轨道半径为r，轨道宽L求这段轨道的设计速度v多大时才能保证内、外轨不受侧向压力(作图分析，角度较小时，可认为sin=tan)【归纳总结】 1火车转弯的三种情况（设转弯半径为r,内外轨道倾角为） (1)当火车转弯速率v 时，F向=FN，内、外轨道对轮缘都没有侧压力； (2)当火车转弯速率v 时，F向FN，内轨道对轮缘有侧压力2汽车在水平路面转弯时，汽车受支持力FN与重力G平衡，是路面对车轮产生指向弯道圆心方向的 力提供向心力3在公路、赛车弯道等拐弯处，以避免车轮“侧滑”，路面也常设计成 高 低，自行车、摩托车拐弯时要倾斜车身，也是同样的道理4以上各种情况的拐弯问题，其圆心和圆周均在 面内.2、汽车过拱形桥【问题探究】汽车过拱形桥时，做 运动 ,在最高点时，由 力提供向心力。把桥修成拱形，有什么好处？如果汽车速度过大，会产生什么后果？研究与讨论：设汽车的质量为m，桥面圆弧半径为R，过桥面最高点（或最低点）时的速率为v试作图并分析： (1)汽车通过凸形桥最高点时对桥面的压力(2)汽车通过凹形桥最低点时对桥面的压力3、圆周运动中的超重失重人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后可近似认为绕地球做匀速圆周运动，此时航天器所受地球的万有引力提供了卫星做圆周运动的向心力航天器中的人和物随航天器一起做圆周运动，其向心力也是由万有引力提供的，此时万有引力全部用来提供向心力，不对其他物体产生压力，即里面的人和物处于完全失重状态物体在航天器中处于失重状态，并不是说物体不受重力，只是重力提供了做圆周运动所需韵向心力，而支持力为零.练习：1、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的有( )A可以用天平测量物体的质量B可以用水银气压计测舱内的气压C可以用弹簧秤测拉力D在卫星内将重物挂于弹簧秤上，弹簧秤示数为零，但重物仍受地球的引力2、飞行员将飞机向上加速拉起的过程中会发生黑视现象原因是血压降低，导致视网膜缺血。(1)血压为什么会降低？ (2)为了使飞行员适应这种情况，要在图5-7-7所示的仪器中对飞行员进行适应性训练，飞行员坐在一个在竖直平面内做匀速圆周运动的舱内，要使飞行员得到的加速度a=6g，则训练舱的转动速度应为多少？(R=20m，g取10 m/s2) 4、离心运动【问题探究】(1)做圆周运动的物体，一旦失去向心力，它会 运动。 (2)若物体受到的合外力不足以提供向心力，它会 运动。【归纳总结】1离心运动：做匀速圆周运动的物体，在受到的合外力突然 或不足以提供 的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这样的运动叫做离心运动2离心运动的原因：做圆周运动的物体，由于本身的惯性，总有沿着圆周切线方向飞去的倾向，它之所以没有飞去是因为向心力持续地把物体拉到圆周上来，使物体同圆心的距离保持不变，一旦 ，物体就沿切线方向飞去，当合力F不足以提供物体做圆周运动所需向心力时，物体也会逐渐远离圆心沿着 曲线运动，离圆心越来越远3离心运动的条件： 4离心运动的应用和防止(1)应用： 例如洗衣机的脱水，当脱水筒转得比较快时，水滴的附着力F不足以提供所需的向心力，水滴就做离心运动，穿过网孔，飞离衣物，甩去多余的水分(2)防止： 例如为了防止汽车转弯、砂轮运动时发生离心现象，造成事故，都要对它们的速度加以限制【预习反馈】1冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员重力的k倍，在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员，其安全速度应为 ( ) Av=k Bv Cv Dv2在高速公路的拐弯处，路面造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为，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O，应等于( )3在下面所介绍的各种现象中，哪种情况将出现超重现象( ) A、荡秋千经过最低点的小孩 B、汽车过凸形桥 C、汽车过凹形桥 D、在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器4如图5-8-11所示，小球m在竖直放置的光滑的圆形管道内做圆周运动，下列说法中正确的是 ( )A小球通过最高点时的最小速度是 B小球通过最高点时的最小速度为零C小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定无作用力 D小球在水平线ab以下的管道中运动时外侧管壁对小球一定有作用力5为了防止物体做离心运动而造成损失，下列哪些做法是正确的 ( ) A汽车转弯时要限定速度 B洗衣机转动给衣服脱水 C转速较高的砂轮半径不宜太大 D将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转制成“棉花糖”【精讲释疑】【例1】铁路转弯处的圆弧半径是300 m，轨距是1 435mm，规定火车通过这里的速度是72 km/h，内外轨的高度差该是多大，才能使铁轨不受轮缘的挤压.【例2】如图5-8-9所示，质量m=2O104 kg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20 m. 如果桥面承受的压力不得超过3.01C5N，则： (1)汽车允许的最大速率是多少？(2)若以所求速度行驶，汽车对桥面的最小压力是多少？(g取10 m/sz)【例3】下列关于离心现象的说法正确的是 ( )A当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象B做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆周运动C做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线做匀速直线运动D做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体做曲线运动【巩固拓展】1.在水平的圆弧路面上行驶的汽车，速度的大小保持不变，以下说法正确的是( )A汽车所受合外力为零B汽车的重力和路面的支持力的合力充当向心力C汽车所受路面的滑动摩擦力充当向心力D汽车所受路面的静摩擦力充当向心力2.一辆卡车在丘陵地匀速行驶,地形如图6-8-5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AB图13如上图所示，一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面，圆锥筒固定不动，有两个质量相同的小球A和小球B紧贴圆锥筒内壁分别在上下两个水平面内做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是AA球的线速度必定小于B球的线速度BA球的角速度必定大于B球的角速度CA球运动的周期必定大于B球的周期DA球对筒壁的压力必定大于B球对筒壁的压力4.体育课上小强正在荡秋千，同学们围拢过来讨论其中的一些物理问题，有以下几种观点，你认为正确的是 ( )A小强在最低点由于做圆周运动，他受到重力、绳的拉力和向心力作用B小强在最低点由于做圆周运动，他受到重力、向心力作用C小强在最低点由于做圆周运动，重力和绳的拉力提供向心力D小强在最低点由于做圆周运动，绳的拉力不等于重力，只有当向心力大于重力时，绳的拉力才大于重力5下列有关洗衣机中脱水筒的脱水原理的说法正确的是 ( )A水滴受离心力作用而背离圆心方向甩出B水滴受到向心力，由于惯性沿切线方向甩出C水滴受到的离心力大于它受到的向心力，而沿切线方向甩出D水滴与衣服间的附着力小于它所需要的向心力，于是水滴沿切线方向甩出6.如图5 -8 -16所示为模拟过山车的演示实验的实验装置，小球从左侧的最高点释放后能够通过竖直圆轨道而到达右侧，若竖直圆轨道部分半径为R，要使小球能顺利通过竖直轨道，它通过最高点时的角速度最小是( )A. B. 2C. D. 7.如图5 -8 -15所示，光滑水平面上，质量为m的小球在拉力F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若拉力突然变大，小球将沿轨迹Pb做做离心运动D若拉力突然变小，小球将沿轨迹Pc做做离心运动8.长L=0.5 m的细绳拴着小水桶绕固定轴在竖直平面内转动，桶中有质量m=0.5 kg的水(g=9.8 m/s2)，求： (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v=3m/s，水对桶底的压力多大？9、小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地，如右图所示已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力(1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2(2)问绳能承受的最大拉力多大？选做(3)改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？最大水平距离为多少？road Grand floor-bi water Villa 16 20 4 3 9 18 road business vocational in the b district-Grand floor 24 18 6 5 10 19