第12讲.生活中的圆周运动-学生版.doc

内容 基本要求 略高要求 较高要求 一、生活中的圆周运动 1．铁路的弯道 修筑铁路时，要根据弯道的半径和规定的行驶速度，适当选择内外轨的高度差，使火车转弯时所需的向心力几乎完全由重力和地面支持力的合力来提供，以减小对铁轨的挤压． （由得，、、各分别为转弯处轨道半径，内外轨高度差，两轨道间距离） ① 当火车行驶速率等于时，，内、外轨道对轮缘都没有侧压力； ② 当火车行驶速率大于时，，外轨道对轮缘有侧压力； ③ 当火车行驶速率小于时，，内轨道对轮缘有侧压力． 2．拱形桥 公路上行驶的汽车，行驶到拱形桥的最高点时，汽车的运动可以看成圆周运动．如果拱形桥的圆弧半径（曲率半径）为，车质量为，速度是，可以算出桥对车的支持力: 可以看出，随着车的速度的增大，在变小． 思考： （1）可能变到么？可能变到负数么？ 解答：不能．因为支持力是非负的，如果速度再大，车就飞离桥面了． （2）换成凹形路面，支持力是什么样的？ 行车受力问题，理解和运用如下结论： （1）过凸起地面受力变小，过凹陷地面受力变大； （2）凸起或者凹陷的圆弧半径越大变化越小； 把地球看做一个拱形桥，圆弧半径就是地球半径，当速度达到什么值时，地面对车的支持力为0？此时，座椅对驾驶员的支持力也是0． 也就是驾驶员体会不到“重力”，达到了“失重”状态． （1）失重并不是不受重力影响．而是，在观察物体的参考系中（上面的例子就是以汽车为参考系）物体看起来受到的“重力”为0． 这是因为这个参考系是一个有加速度的参考系（这个例子中的加速度为车的圆周运动的向心加速度）． （2）没有阻力影响的关闭发动机的飞船都是失重的，为什么？ 因为这些飞船都以重力加速度下降，在这个参考系里面受到“重力”为0． （3）有人说神州飞船运行的时候上失重是因为离地球太远，重力影响太小了．对不对，为什么？ 不对，重力影响仍然存在．失重是因为以飞船为参考系 超重的飞船 同样的道理，用火箭发射神6飞船时，某一时刻火箭的推进器给火箭的推力是火箭重力的4倍时，即，方向背离地球中心．这时候，飞船里面的宇航员感受到的“重力加速度”是多少？ ． 这就是超重现象．同样的，超重现象也是由于我们观察的参考系，是个有加速度的参考系．可见，参考系的加速度和重力方向相同，则有失重现象出现；如果方向相反，就是超重现象． 判断失重超重 综上所述，物体向下（重力方向）的加速度小于，大于0则失重；向上的加速度大于0则超重；加速度为0则感受到正常的“重力”感觉． 加速度等于，感受不到“重力”，这个情况也被称作“完全失重”． ．离心运动 物体做圆周运动所需的向心力一旦消失，它将会沿着切线的方向飞去．除了向心力突然消失，在合力不足以提供所需的向心力时，物体虽然不会沿切线飞去，也会逐渐远离圆心．这里描述的运动叫做离心运动． 中档题 在水平铁路的转弯处，往往外轨略高于内轨，这是为了（ ）A．减轻火车轮子对外轨的压力B．减轻火车轮子对内轨的压力C．使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供向心力D．限制火车脱轨 一辆汽车以匀速驶过如图所示的路面，问在哪个点更容易爆胎？ 同样的两辆汽车分别通过圆弧半径相等的一凸，一凹的一样长的两段公路．问哪辆车先到达？哪辆车耗油多？  一辆汽车始终匀速行驶，车中的人用弹簧秤拉一个质量为的重物．车经过的路径如图所示：A，B点的圆弧半径都为．问弹簧秤在A，B，C三处的示数？（） 有一种大型游戏器械，它是一个圆筒形的大容器，筒壁竖直，游客进入容器之后靠着筒壁站立，当圆筒开始转动，转速加大到一定程度的时候，突然地板陷落，这个时候游客发现自己没有掉下去，这是因为（ ）A 游客受到筒壁的作用力垂直于筒壁B 游客处于失重状态C 游客受到静摩擦力等于重力D 游客随着转速的增大有沿着筒壁向上滑动的趋势 衣服受到重力、筒壁的弹力、摩擦力．衣服随筒壁做圆周运动的向心力是摩擦力提供的．筒壁的弹力随着筒的旋转速度增大而增大筒壁对衣服的摩擦力随转速的增大而增大A．．．．如图所示，光滑的水平面上，小球在拉力的作用下做匀速圆周运动．若小球到达点时突然发生变化，下列关于小球运动的说法中正确的是（ ） A．突然消失，小球将沿轨迹做离心运动 B．突然变小，小球将沿轨迹做离心运动 C．突然变大，小球将沿轨迹做离心运动 D．突然变小，小球将沿轨迹逐渐靠近圆心 如图所示，工厂中的水平天车吊起质量为的铸件，以的速度匀速行驶，钢绳长．当天车突然刹车时，钢绳所受的拉力为．（取） 如图所示，是双人花样滑冰运动中男运动员拉着女运动员做圆锥摆运动的精彩场面．若女运动员做圆锥摆运动时和竖直方向的夹角为B,女运动员的质量为m,转动过程中女运动员的重心做匀速圆周运动的半径为r,求这时男运动员对女运动员的拉力大小及两人转动的