2016-2017学年高中物理专题5.7生活中的圆周运动预基础版含解析

5.7 生活中的圆周运动【学习目标】(1)会在具体问题中分析向心力的来源；(2)会用牛顿第二定律解决竖直平面圆周运动问题【自主学习】1、铁路的弯道（1）火车受几个力作用？（2）这几个力的关系如何？（3）画出受力示意图，结合运动情况分析各力的关系。2.汽车在桥上对桥的压力问题（1）汽车在水平路面上匀速行驶或静止时，在竖直方向受 力， 力。合力为 。（2）汽车过凸型桥或凹型桥时的运动也可以近似看做 运动。图1 图2（3）汽车在凸形桥的最高点时（如图1）：思考并回答：设桥半径为R，汽车质量为m， 汽车在最高点的受哪些力？向心力的来源： 在最高点的速度为V，则汽车向心力公式Fn=对桥面的压力FN=则汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力 重力（或 V0，汽车会做怎样运动？（4）汽车在凹形桥的最低点时（如图2）：思考并回答：设桥半径为R，汽车质量为m，汽车在凹桥最低点的受力情况： 向心力的来源：在最低点的速度为V，汽车向心力公式Fn=对桥面的压力FN=则汽车在凹形桥上运动时，对桥的压力 重力（或），汽车处于 重（超/失）。讨论：若V，FN如何变化？1如图所示，洗衣机脱水桶在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服： （ ）A受到4个力的作用B所需的向心力由静摩擦力提供C所需的向心力由弹力提供D所需的向心力由重力提供【答案】C2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时，它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时它将沿切线做直线运动；D、做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将做曲线运动。【答案】C【解析】当物体所需的向心力大于提供的向心力时，物体做离心运动，A错误；做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失时它将沿切线做直线运动，C正确；BD错误； 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、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。【答案】A【解析】火车在转弯行驶时，受到重力和支持力，两个力的合力充当向心力，当外轨高于内轨时，轨道给火车的支持力斜向弯道内侧，它与重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力，减轻了轮缘和外轨的挤压，故A正确；4火车转弯做圆周运动，如果外轨和内轨一样高，火车能匀速通过弯道做圆周运动，下列说法中正确的是： （ ）A.火车通过弯道向心力的来源是外轨的水平弹力，所以外轨容易磨损B.火车通过弯道向心力的来源是内轨的水平弹力，所以内轨容易磨损C.火车通过弯道向心力的来源是火车的重力，所以内外轨道均不磨损D.以上三种说法都是错误的【答案】A5（多选）火车轨道在转弯处外轨高于内轨，其高度差由转弯半径与火车速度确定，若在某转弯处规定行驶速度为v，则下列说法中正确的是： （ ）A.当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力B.当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力C.当速度大于v时，轮缘挤压外轨D.当速度小于v时，轮缘挤压外轨【答案】AC【解析】当以v的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力应正好等于向心力，若当速度大于v时，火车重力与轨道面支持力的合力小于转弯所需向心力此时轮缘挤压外轨，外轨对轮缘产生弹力，使火车重力与轨道面支持力及外轨对轮缘的弹力的合力来提供足够的向心力，当速度小于v时，火车重力与轨道面支持力的合力大于转弯所需向心力，此时轮缘挤压内轨，使内轨的弹力、火车重力与轨道面支持力的合力正好等于向心力，故AC说法正确、BD说法错误。6一辆汽车以54km/h的速率通过一座拱桥的桥顶，汽车对桥面的压力等于车重的一半，这座拱桥的半径是 m。若要