生活中的圆周运动学案火车转弯时实际是在做圆周运动.docVIP

第八节“生活中的圆周运动”学案 1．火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有____________，需要__________． 如果转弯时内外轨一样高，则由____________________提供向心力，这样，铁轨和车轮 易受损． 如果转弯处外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力不再是竖直向上的，而是 ________________，它与重力的合力指向________，为火车提供了一部分向心力，减轻 了轮缘与外轨的挤压．适当设计内外轨的高度差，使火车以规定的速度行驶时，转弯需 要的向心力几乎完全由________________________提供． 2．当汽车以相同的速率分别行驶在凸形桥的最高点和凹形桥的最低点时，汽车对桥的压 力的区别如下表所示. 内容 项目 凸形桥 凹形桥 受力分析图 以a方向为 正方向，根据 牛顿第二定 律列方程 mg－FN1＝m FN1＝mg－m FN2－mg＝m FN2＝mg＋m 牛顿第三定律 FN1′＝FN1 ＝mg－m FN2′＝FN2 ＝mg＋m 讨论 v增大，FN1′减小；当v增大到时，FN1′＝0 v增大，FN2′增大，只要v≠0，FN1′FN2′ 由列表比较可知，汽车在凹形桥上行驶对桥面及轮胎损害大，但在凸形桥上，最高点速 率不能超过________．当汽车以v≥的速率行驶时，将做__________，不再落到桥面 上． 3．(1)航天器中的物体做圆周运动需要的向心力由__________提供． (2)当航天器的速度____________时，航天器所受的支持力FN＝0，此时航天器及其内部 的物体处于__________状态． 4．(1)离心现象：如果一个正在做匀速圆周运动的物体在运动过程中向心力突然消失或 合力不足以提供所需的向心力时，物体就会沿切线方向飞出或________圆心运动，这就 是离心现象．离心现象并非受“离心力”作用的运动． (2)做圆周运动的物体所受的合外力F合指向圆心，且F合＝，物体做稳定的 ________________；所受的合外力F合突然增大，即F合mv2/r时，物体就会向内侧移动， 做________运动；所受的合外力F合突然减小，即F合mv2/r时，物体就会向外侧移动， 做________运动，所受的合外力F合＝0时，物体做离心运动，沿切线方向飞出． 5．匀速圆周运动、离心运动、向心运动比较： 匀速圆周运动 离心运动 向心运动 受力 特点 ________等于做圆周运动所需的向心力 合外力__________或者________提供圆周运动所需的向心力 合外力________做圆周运动所需的向心力 图示 力学 方程 F____mrω2 F____mrω2 (或F＝0) F____mrω2 【概念规律练】 知识点一　火车转弯问题 1．在某转弯处，规定火车行驶的速率为v0，则下列说法中正确的是(　　) A．当火车以速率v0行驶时，火车的重力与支持力的合力方向一定沿水平方向 B．当火车的速率vv0时，火车对外轨有向外的侧向压力 C．当火车的速率vv0时，火车对内轨有向内的挤压力 D．当火车的速率vv0时，火车对内轨有向内侧的压力 2．修铁路时，两轨间距是1 435 mm，某处铁路转弯的半径是300 m，若规定火车通过 这里的速度是72 km/h.请你运用学过的知识计算一下，要想使内外轨均不受轮缘的挤压， 内外轨的高度差应是多大？ 知识点二　汽车过桥问题 3．汽车驶向一凸形桥，为了在通过桥顶时，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．适当增大速度通过桥顶 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 4．如图1所示， 图1 质量m＝2.0×104 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．如果桥面承受的压力不得超过3.0×105 N，则： (1)汽车允许的最大速率是多少？ (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) 知识点三　圆周运动中的超重、失重现象 5．在下面所介绍的各种情况中，哪种情况将出现超重现象(　　) ①小孩荡秋千经过最低点　②汽车过凸形桥　③汽车过凹形桥　④在绕地球做匀速圆周 运动的飞船中的仪器 A．①② B．①③ C．①④ D．③④ 知识点四　离心运动 6．下列关于离心现象的说法正确的是(　　) A．当物体所受的离心力大于向心力时产生离心现象 B．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将做背离圆心的圆 周运动 C．做匀速圆周运动的物体，当它所受的一切力都突然消失后，物体将沿切线方向做匀 速直线运动 D．做匀速圆周运动的物体，当