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1、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
2、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
3、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
4、，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
5、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
6、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
7、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
8、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如图所示，汽车车厢顶部悬挂一轻质弹簧，弹簧拴一个质量为m的小球。当汽车在水平面上匀速行驶时弹簧长度为L1，当汽车以统一速度通过一个桥面为弧形的凸形桥的最高点时弹簧长度为L2，下列正确的是AL1= L2 BL1 L2CL1 L2 D前三种情况均有可能1
