高中物理 第五章 曲线运动 5.7 生活中的圆周运动运动领学案新人教版必修2

1、5.7生活中的圆周运动学习目标1.会分析火车转弯处、汽车过拱桥时向心力的，能解决生活中的圆周运动问题.2.了解航天器中的失重现象及原因.3.了解离心运动及物体做离心运动的条件，知道离心运动的应用及危害学习疑问学习建议【预学能掌握的内容】 1.火车转弯（1）若内、外轨一样高，火车做圆周运动的向心力是由_提供的，由于火车质量太大，靠这种方法得到向心力，极易使_受损。（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，这就减轻了轮缘与外轨的挤压。2.汽车在拱形桥上行驶到最高点时的向心力是由_提供的，方向_，此时汽车对桥的压力FN_G（填“”、“”、“”、“”、“v0时，外

2、轨道对轮缘有侧压力3.当vv0时，内轨道对轮缘有侧压力【典题探究】例题1：火车在半径r900 m的弯道转弯，火车质量为8105 kg，轨道宽为l1.4 m，外轨比内轨高h14 cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？(很小时，可以近似认为tansin ；g取10 m/s2)【合作探究二】汽车过拱桥问题问题1：汽车在凸形桥的最高点时，谁提供向心力？请写出对应的表达式。问题2：汽车在凹形桥的最低点时，谁提供向心力？请写出对应的表达式。【归纳总结】1汽车过凸形桥：汽车在凸形桥最高点时，满足关系： m，即FN ，汽车对桥的压力FNFN_ _，故汽车在凸形桥上运动时，对桥的压力_ _汽车的重

3、力(1)当v时，FN0.(2)当0v时，0时，汽车将脱离桥面做平抛运动，发生危险2汽车过凹形桥：汽车在凹形桥最低点时，满足关系： ，即FN ，汽车对桥的压力FNFN_，故汽车在凹形桥上运动时，对桥的压力_ 汽车的重力，速度越大，压力越 ，故凹形桥易被压垮，因而实际中拱形桥多于凹形桥【典题探究】例题2：(多选) 如图所示，汽车以一定的速度经过一个圆弧形桥面的顶点时，关于汽车的受力及汽车对桥面的压力情况，以下说法正确的是 ( ) A.在竖直方向汽车受到三个力：重力、桥面的支持力和向心力 B.在竖直方向汽车只受两个力：重力和桥面的支持力 C.汽车对桥面的压力小于汽车的重力 D汽车对桥面的压力大于汽车

4、的重力例题3：如图所示，质量m2.0104 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如果桥面受到的压力不得超过3.0105 N，则：(1)汽车允许的最大速度是多少？(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/s2)【合作探究三】航天器中的失重现象问题1：近地做匀速圆周运动的航天器，它的向心力由谁提供？ 关系式为？问题2绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中航天员的向心力由谁提供？关系式为？【归纳总结】1.对于航天器， 充当向心力，满足的关系为 ，航天器的速度v .2.对于航天员，由 和 提供向心力，满足的关系为 当v时，座舱对宇航员的支持

5、力FN ，宇航员处于 状态3.航天器内的任何物体都处于 状态，但并不是物体不受重力，重力提供 【合作探究四】离心运动问题1：什么是离心运动？问题2：物体做离心运动的条件问题3：合力与向心力的关系对圆周运动的影响如何？【归纳总结】1合外力与向心力的关系如图所示(1)若F合mr2，物体做 运动，即“提供”满足“需要”(2)若F合mr2，物体做 运动，即“提供”大于“需要”(3)若F合mr2，则外力不足以将物体拉回到原圆周轨道上，物体逐渐远离圆心而做 运动，即“需要”大于“提供”或“提供不足”(4)若F合0，则物体沿切线方向飞出，做 运动【典题探究】例题4：下列有关洗衣机脱水筒的脱水原理说法正确的是

6、( )A水滴受离心力作用，而沿背离圆心的方向甩出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，从而沿切线方向甩出D水滴与衣服间的附着力小于它所需的向心力，于是沿切线方向甩出【课堂检测】1关于铁路转弯处内轨和外轨间的高度关系，下列说法中正确的是( )A内轨和外轨一样高，以防列车倾倒B因为列车在转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒C外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨间的挤压D以上说法都不对2火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是( )A轨道半径RB若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，

7、其方向平行于轨道平面向外C若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行于轨道平面向内D当火车质量改变时，安全速率也将改变3铁路转弯处的弯道半径r主要是根据地形决定的弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关下列说法正确的是( )Av一定时，r越小则要求h越大 Bv一定时，r越大则要求h越大Cr一定时，v越大则要求h越大 Dr一定时，v越小则要求h越大4汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，若要不发生险情，则汽车转弯的轨道半径必须( )A减为原来的 B减为原来的C增为原来的2倍 D增为原来的4倍5.

8、赛车在倾斜的轨道上转弯如图所示，弯道的倾角为，半径为r，则赛车完全不靠摩擦力转弯的速率是(设转弯半径水平) ( )A.B.C.D.6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( )A. vkBv Cv Dv7城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥如图所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，在A端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为v1，若小汽车在上桥过程中保持速率不变，则( )A小汽车通过桥顶时处于失重状态B小汽车通过桥顶时处于超重状态C小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为FNm

9、gmD小汽车到达桥顶时的速度必须大于8当汽车驶向一凸形桥时，为使在通过桥顶时，减小汽车对桥的压力，司机应( )A以尽可能小的速度通过桥顶 B增大速度通过桥顶C以任何速度匀速通过桥顶 D使通过桥顶的向心加速度尽可能小9.一辆满载的卡车在起伏的公路上匀速行驶，如图所示，由于轮胎过热，容易爆胎爆胎可能性最大的地段是( )10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( )A15m/s B20m/sC25m/s D30m/s11在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象( )小孩荡秋千经

10、过最低点汽车过凸形桥汽车过凹形桥在绕地球做匀速圆周运动的飞船中的仪器A B C D122013年6月11日至26日，“神舟十号”飞船圆满完成了太空之行，期间还成功进行了人类历史上第二次太空授课，女航天员王亚平做了大量失重状态下的精美物理实验关于失重状态，下列说法正确的是( )A航天员仍受重力的作用 B航天员受力平衡C航天员所受重力等于所需的向心力 D航天员不受重力的作用13宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的有( )A在飞船内可以用天平测量物体的质量B在飞船内可以用水银气压计测舱内的气压C在飞船内可以用弹簧测力计测拉力D在飞船内将重物挂于弹簧测力计上，弹簧测力计示数为0，但重物仍受地球

11、的引力14下列现象中，属于离心现象的是( )A汽车通过圆形拱桥，因速度太快而离开桥面 B汽车在转弯时，因速度太快而滑到路边C洗衣机脱水筒可以把湿衣服上的水甩去 D公共汽车急刹车时，乘客都向前倾倒15有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形大容器，筒壁竖直，游客进入容器后靠筒壁站立当圆筒开始转动，转速加快到一定程度时，突然地板塌落，游客发现自己没有落下去，这是为什么( )A游客受到的筒壁的弹力垂直于筒壁 B游客处于失重状态C游客受到的摩擦力等于重力 D游客随着转速的增大有沿壁向上滑动的趋势16在世界一级方程式锦标赛中，赛车在水平路面上转弯时，常常在弯道上冲出跑道，其原因是( )A是由于赛车行驶到弯道时

12、，运动员未能及时转动方向盘造成的B是由于赛车行驶到弯道时，没有及时加速造成的C是由于赛车行驶到弯道时，没有及时减速造成的D是由于在弯道处汽车受到的摩擦力比在直道上小造成的17如图所示是摩托车比赛转弯时的情形，转弯处路面常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此速度，摩托车将发生滑动关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18.如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力F作用下做匀速圆周运动，若小球到达P点时F突然发生变化，下列关于小球运动的说法正确的是( )AF突然消失，小球将沿轨迹Pa做离心运动BF突然变小，小球将沿轨迹Pa做离心运动CF突然变大，小球将沿轨迹Pb做离心运动DF突然变小，小球将沿轨迹Pc逐渐靠近圆心19试管中装了血液，封住管口后，将此管固定在转盘上，如图所示，当转盘以一定角速度转动时( )A血液中密度大的物质将聚集在管的外侧B血液中密度大的物质将聚集在管的内侧C血液中密度大