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文档简介
生活中的圆周运动【基础知识】一、车辆转弯问题的研究火车转弯:(1)内外轨高度相同时,转弯所需的向心力由_____________力提供。(2)外轨高度高于内轨,火车按设计速度行驶时,火车转弯所需的向心力由________________提供。火车实际行驶速度大于设计速度时,其转弯所需的向心力由____________________力提供。(3)若两轨间距为d,外轨比内轨高h,轨道转弯半径为R,则此处轨道的设计转弯速度为_________________。2.汽车转弯:(1)路面水平时转弯所需的向心力由________________力提供,若转弯半径为R,路面与车轮之间的最大静摩擦为车重的K倍,汽车转弯的最大速度为_____________。(2)高速公路的转弯处,公路的外沿设计的比内沿略高,若汽车以设计速度转弯时,汽车转弯的向心力由_______________力提供。二、其它水平面内的圆周运动分析1.圆锥摆:如图所示,质量可忽略,长度为L的不可伸长的细线系着一个质量为m的小球在水平面内作匀速圆周运动,细线和小球的运动轨迹形成一个圆锥,故称为圆锥摆。试分析:(1)圆锥摆向心力的来源。(2)若摆线与竖直方向的夹角为θ,摆动的周期为多少?2.飞车走壁:(1)分析演员运动的向心力来源(2)若壁与水平方向夹角为α,壁的竖直高度为h,底面半径为R,演员表演时的最大速度是多少?问题:水平面内的圆周运动的质点,向心力有什么特点?三、汽车过拱桥问题研究:1.汽车通过拱桥顶端时,向心力由_____________提供。2.汽车通过拱桥顶端时,向心加速度方向____________,所以汽车处于_______(填超重或失重)状态,车对桥的压力____________车的重力。3.若桥面半径为R,要保证车不离开桥面,车行驶的最大速度不能超过多少?4.试分析汽车通过凹桥面的情况,并与上面的结论对比。四、其它竖直平面内的圆周运动分析:【典型例题】【例一】某人站在水平地面上,用手握住长为R细绳的一端,绳的另一端系一小球,此小球以握住细绳的手为圆心在竖直平面内做圆周运动,则(不计空气阻力)()A.小球在最高点的向心加速度大于等于g。B.小球通过最高点的线速度可能为零。C.小球通过最高点的线速度最小为【例二】小球固定在轻直杆的一端,球随杆一起绕0在竖直平面内做圆周运动,己知杆长为l,当小球运动到最高点时,以下说法中正确的是()A.小球速度至少等于B.小球对杆的作用一定是压力;C.小球对杆的作用一定是拉力D.小球对杆的作用可能是压力,也可能是拉力.【课堂练习】1.物体放在水平圆盘上,当圆盘绕竖直轴转动时,物体相对于圆盘静止,则提供物体作圆周运动的向心力是()A.重力;B.弹力;C.摩擦力:D.万有引力2.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为θ(图),弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车转弯时速度小于,则()A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压;B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压;C.这时铁轨对火车的支持力等于mg/cosθD.这时铁轨对火车的支持力大于mg/cosθ3.在下列情况中,汽车对凸形桥顶部的压力最小的是()A.以较小的速度驶过半径较大的桥;B.以较小的速度驶过半径较小的桥;C.以较大的速度驶过半径较大的桥:D.以较大的速度驶过半径较小的桥.4.汽车在半径为r的水平弯道上转弯,如果汽车与地面的滑动摩擦系数为μ,那么使汽车发生侧滑的最小速率是:()A.B.C.D.【课后作业】1.细绳一端系上盛水的小桶,另一端拿在手中,现使小桶在竖直平面内做圆周运动.已知绳长为L,要使桶在最高点时水不流出,则此时水桶角速度的最小值应是()A.B.g/LC.2.一个内壁光滑的圆锥形筒固定在地面,轴线沿竖直方向,有质量相等的A,B两小球沿筒内壁在水平面内做匀速圆周运动,A的半径较大,则A.A球的角速度大于B球的角速度;B.A球的线速度大于B球的线速度;C.4球的加速度大于B球的加速度;D.A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力.3用细线拴住一个小球并使之在水平内做匀速圆周运动,下列说法中正确的是()A.在角速度相同的条件下,线越短越容易断;B.在角速度相同的条件下,线越长越容易断;C.在线速度相同的条件下,线越长越容易断;D.线速度越小,线越长越容易断.4.如图所示,当所示装置绕竖直轴O1O1′做匀速转动时,下列说法中不正确的是()A.摆线中张力为mg/cosθB.当张角θ为零时,转动角速度ω也为零;C.若ω一定,转轴由O1O1′改为O2O2′,则摆线张角θ增大;5.一个光滑的圆锥体固定在水平面上,其轴线沿铅直方向
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