2014-2015学年高中（物理）导学案 新人教版必修2 5.8《生活中的圆周运动》.docVIP

5.8 生活中的圆周运动（学案） 张成进 江苏徐州睢宁魏集中学 5、仔细观察下面两幅图片，研究工程师们设计的公路弯道有什么特点？并思考为什么要这样设计？ 6、画出汽车在这样的路面上转弯时的受力分析图并思考向心力的来源。 7、如果不能完成上题的思考，对照下面我们以前完成的一道例题思考。 例题：玻璃球沿碗（透明）的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图。（不计摩擦）试分析向心力的来源。 8、如果倾斜路面是光滑的，汽车还能转弯吗？如果能，对速度有什么要求？ 9、火车车轮与铁轨的构造是怎样的？ 10、如果火车在水平弯道上转弯，试分析其受力情况及向心力的来源。 11、实际中的铁路弯道是如何设计的？为什么要这样设计？ 12、当火车提速后，如何对旧的铁路弯道进行改造？内外轨的高度差h如何确定？ 13、飞机转弯的向心力是由谁提供的 14、分析汽车过拱形桥至桥顶时的受力情况及向心力来源。 15、汽车过拱形桥最高点时对桥面的压力的大小与自身重力的大小关系是怎样的？这是一种怎样的状态？ 16、当汽车在最高点对桥的压力为0时，汽车的速度是多大？这又是一种怎样的状态？此时人对座椅的压力是多大？从该时刻以后，汽车将做什么运动？还能沿桥面做圆周运动下桥吗？ 17、汽车过凹形桥最低点时对桥面的压力的大小与自身重力的大小关系是怎样的？这是一种怎样的状态？ 18、什么是离心运动？离心运动的应用有哪些？离心运动的危害又有哪些？ 19、几个重要圆周运动模型 ①轻绳系一小球在竖直平面内做圆周运动，最高点的最小速度。 ②轻杆固定一小球在竖直平面内做圆周运动，最高点的最小速度。 ③小球沿竖直平面内光滑圆环的内侧做圆周运动，最高点的最小速度。 ④小球在竖直平面内的光滑管内做圆周运动，最高点的最小速度。 三、经典例题 例1、火车以半径r= 900 m转弯，火车质量为kg ，轨道宽为l=1.4m，外轨比内轨高h=14cm，为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？ 例2、火车在某个弯道按规定运行速度40m/s转弯时，内、外轨对车轮皆无侧压力， 若火车在该弯道实际运行速度为30m/s，则下列说法中正确的是（ ） A.仅内轨对车轮有侧压力 B.仅外轨对车轮有侧压力 C.内、外轨对车轮都有侧压力 D.内、外轨对车轮均无侧压力 例3、如图所示，质量为m的小球在竖直平面内的光滑圆轨道上做圆周运动．圆半径为R，小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆轨．则其通过最高点时（ ） A．小球对圆环的压力大小等于mg B．小球受到的向心力等于重力 C．小球的线速度大小等于 D．小球的向心加速度大小等于g 例4、如图所示，质量可以不计的细杆的一端固定着一个质量为m的小球，另一端能绕光滑的水平轴O转动.让小球在竖直平面内绕轴O做半径为的圆周运动，小球通过最高点时的线速度大小为v.下列说法中正确的是( ) A、v不能小于 B、v＝时，小球与细杆之间无弹力作用 C、v大于时，小球与细杆之间的弹力随v增大而增大 D、v小于时，小球与细杆之间的弹力随v减小而增大 例5、一根长为的绳子，当受到的拉力时即被拉断。若在此绳的一端拴一个质量为的物体，使物体以绳子的另一端为圆心在竖直面内做圆周运动，当物体运动到最低点时绳子断裂。求 （1）物体运动至最低点时的角速度和线速度各是多大？ （2）若绳断处物体距地面高，经多长时间物体落至地面？ （3）物体落地处距抛出点多远？落地时物体的速度是多大？ 四、巩固练习 1、在水平圆盘上分别放甲、乙、丙三个质量分别为m、2m、3m的物体，其轨道半径分别为r、2r、3r如图所示，三个物体的最大静擦力皆为所受重力的k倍，当圆盘角速度由小缓慢增加，相对圆盘首先滑动的是：（　 ） A、甲物体　 B、乙物体 　　C、丙物体　 D、三个物体同时滑动 　　 2、如图所示，细绳一端系着质量m=0.6kg的物体，静止在水平面上，另一端通过光滑的小孔吊着质量m=0.3kg的物体，M的中点与圆孔的距离为0.2m，并已知物体M与水平面间的最大静摩擦力为2N，现使此平面绕中心轴匀速转动，问角速度ω在什么范围内可使M处于相对盘静止状态？（g取10m/s2） 　3、有一轻质杆，长l=0.5m；一端固定一质量m=0.5kg的小球，轻杆绕另一端在竖直面内做圆周运动。 （1）当小球运动到最高点的速度大小为4m/s时，求小球对杆的作用力； （2）当小球运动到最低点时，球受杆的拉力为41N，求此时小球的速度大小。 4、如图所示，有一绳长为l，上端固定在滚轮A的轴上，下端挂一质量为m的物体。现滚轮和物体一起以速度v匀速向右运动，当滚轮碰到固定的挡板B突然停止瞬间，绳子拉力大小为多少？ 5、质量为100 t的火车在轨道上行驶，火车内外轨