生活中的圆周运动+高一下学期物理人教版必修二

中物理第六章圆周运动第4节生活中的圆周运动（高一下）新教材人教版物理（高中必修第二册）课堂引入1.判断下列说法的正误.(1)铁路的弯道处，内轨高于外轨.(

)(2)汽车驶过拱形桥顶部时，对桥面的压力等于汽车重力.(

)(3)汽车行驶至凹形路面底部时，对路面的压力大于汽车重力.(

)(4)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的航天员处于完全失重状态，故不再受重力.(

)(5)做离心运动的物体可能沿半径方向向外运动.(

)××√××课堂引入在铁路弯道处，稍微留意一下，就能发现内、外轨道的高度略有不同。你能解释其中的原因吗？一、火车转弯1.火车车轮构造火车的车轮上两侧都有突出的轮缘。轮缘一、火车转弯2.内外轨道等高时火车转弯G外轨内轨FNFO一、火车转弯3.外轨高内轨低时转弯θFNmgOF合θhLθ很小时一、火车转弯GFNθGFNθFF轮缘不受侧向压力,最安全的转弯速度轮缘受到外轨向内的挤压力,外轨易损坏。轮缘受到内轨向外的挤压力,内轨易损坏。一、火车转弯

在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨.如图所示，当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，两轨所在面的倾角为θ，则A.该弯道的半径r＝B.当火车质量改变时，规定的行驶速度大小也随

之改变C.当火车速率大于v时，内轨将受到轮缘的挤压D.当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压例1√一、火车转弯4.汽车水平路面转弯OmgFNFf径向摩擦力提供向心力，会对轮胎造成磨损，速度过快会侧滑甚至翻车。一、火车转弯NFnmg一、火车转弯

如图，一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104

N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是A.汽车转弯时所受的力有重力、支持力、摩擦力和向心力B.汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104NC.汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑D.汽车能安全转弯的向心加速度不超过7m/s2针对训练1√一、火车转弯飞机转弯:类似于火车转弯GFFn二、汽车过拱形桥航天器中的失重现象1.汽车过拱形桥最高点时mgFNv2Rmg－FN＝mv2RFN

＝mg－mv2RF压＝FN

＝mg－m汽车对桥的压力小于其所受重力，即处于失重状态FN

＜mg二、汽车过拱形桥航天器中的失重现象v2Rmg＝m当FN

=0

时，汽车脱离桥面，做平抛运动，汽车处于完全失重状态。v2RF压＝FN

＝mg－m问题：汽车过拱形桥时，运动速度变大，车对凸桥的压力如何变化？mgFN拱桥限速防平抛！二、汽车过拱形桥航天器中的失重现象2.汽车过凹形桥最低点时FNmgv2RFN

＝mg+

mv2RF压＝FN

＝mg+

mv2RFN－mg＝m汽车对桥的压力大于其所受重力，即处于超重状态FN

＞mg凹桥限速防爆胎！二、汽车过拱形桥航天器中的失重现象3.航天器中的失重现象如果将地球看做一个巨大的拱形桥，桥面半径就是地球半径。会不会出现这样的情况：速度大到一定程度时，地面对车的支持力是零？（R=6400km)汽车围绕地球表面做匀速圆周运动二、汽车过拱形桥航天器中的失重现象r≈RO以绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船为例，当飞船距地面高度为100〜200km时，它的轨道半径近似等于地球半径R，航天员受到的地球引力近似等于他在地面受到的重力mg。二、汽车过拱形桥航天器中的失重现象除了地球引力外，航天员还可能受到飞船座舱对他的支持力FN，引力与支持力的合力为他提供了绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力，即：

绕地球匀速圆周运动的航天器内的任何物体都处于完全失重状态．二、汽车过拱形桥航天器中的失重现象

有一辆质量为800kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥，如图所示.取g＝10m/s2，求：(1)若汽车到达桥顶时速度为5m/s，桥对汽车的支持力的大小；(2)若汽车经过桥顶时恰好对桥顶没有压力而腾空，汽车此时的速度大小；(3)已知地球半径R＝6400km，现设想一辆沿赤道行驶的汽车，若不考虑空气的影响，也不考虑地球自转，那它开到多快时就可以“飞”起来.此时驾驶员对座椅的压力是多大？驾驶员处于什么状态？例2驾驶员对座椅的压力为0；驾驶员处于完全失重状态．三、离心运动O一辆汽车匀速通过一座圆弧形拱桥后，接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥，设两圆弧半径相等，汽车通过拱桥桥顶时，对桥面的压力大小F1为车重的一半，汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时，对桥面的压力大小为F2，求F1与F2之比.针对训练2三、离心运动O定义：做圆周运动的物体，在其所受合外力突然消失，或不足以提供圆周运动所需向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫作离心运动。做离心运动的条件：1.离心运动F合=mω2rF合<mω2rF合>mω2rF合=0F提供=F需要F提供=0

F提供＜F需要F提供＞F需要圆周近心切线离心三、离心运动O离心抛掷离心脱水离心浇注离心分离三、离心运动O

如图是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面通常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动.对于摩托车滑动的问题，下列论述正确的是A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用B.摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去例3√课时对点练O1.(2022·重庆市南坪中学高一阶段练习)如图所示，火车轨道转弯处外高内低，当火车行驶速度等于规定速度时，所需向心力仅由重力和轨道支持力的合力提供，此时火车对内、外轨道无侧向挤压作用.已知火车内、外轨之间的距离为1435mm，高度差为143.5mm，转弯半径为400m，由于内、外轨轨道平面的倾角θ很小，可近似认为sinθ＝tanθ，重力加速度g取10m/s2，则在这种情况下，火车转弯时的规定速度为A.36km/h B.54km/hC.72km/h D.98km/h√课时对点练O2.(2022·青岛二中开学考试)摩托车转弯时容易发生侧滑(速度过大)或侧翻(车身倾斜角度不当)，所以除了控制速度外车手要将车身倾斜一个适当角度，使车轮受到路面沿转弯半径方向的静摩擦力与路面对车支持力的合力沿车身方向(过重心).某摩托车沿水平路面以恒定速率转弯过程中车身与路面间的夹角为θ，已知人与摩托车的总质量为m，轮胎与路面间的动摩擦因数为μ，重力加速度大小为g.则此次转弯中的向心力大小为√课时对点练O3.(2021·盐城市高一期末)如图所示，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

，如果要使汽车在粗糙的桥面行驶至桥顶时，不受摩擦力作用，则汽车通过桥顶的速度应为A.15m/s B.20m/s

C.25m/s