教科版高中物理必修第二册精品课件 第二章 匀速圆周运动 3 圆周运动的实例分析 4 圆周运动与人类文明(选学).ppt

;内容索引;课标要求;基础落实?必备知识全过关;一、汽车通过拱形桥

在拱形桥最高点汽车受力分析如图所示,汽车做圆周运动的向心力

F合=G-N=mg-N=

汽车对桥面压力的大小为

结论:汽车对桥的压力N小于汽车所受的重力mg,而且汽车通过最高点时的速度越大,汽车对桥面的压力就越小。?;易错辨析判一判

(1)汽车驶过拱形桥最高点,对桥的压力可能等于零。(√)

(2)汽车过拱形桥或凹形路面时,向心加速度的方向都是向上的。(×)

解析汽车过拱形桥时,向心加速度的方向向下;过凹形路面时,向心加速度的方向向上。

(3)汽车驶过凹形路面最低点时,对路面的压力一定大于重力。(√);合格考试练一练

1.如图所示,汽车以速度v通过凹形路面最低点。关于此时车对路面的压力大小,下列说法正确的是(C)

A.等于汽车所受的重力

B.小于汽车所受的重力

C.速度v越大,压力越大

D.速度v越小,压力越大;2.如图所示,汽车以大小相等的速率通过凹凸不平的路面时,下列说法正确的是(C)

A.汽车通过B点时容易爆胎

B.汽车经过A、B两点均处于超重状态

C.汽车通过B点时对路面的压力小于汽车的重力

D.汽车经过A、B两点时对路面的压力均等于汽车的重力;解析汽车经过B点时有向下的加速度,处于失重状态,根据牛顿第二定律得,所以N小于汽车的重力,结合牛顿第三定律,可知汽车经过B点时对路面压力值小于汽车的重力;汽车经过A点时有向上的加速度,处于超重状态,根据牛顿第二定律得,所以N大于汽车的重力,结合牛顿第三定律,可知汽车经过A点时对路面压力值大于汽车的重力,所以在A处比较容易爆胎,故选C。;二、旋转秋千

1.旋转秋千可以简化为圆锥摆模型。?;易错辨析判一判

(1)体重越大的人,坐在秋千上旋转时,缆绳与中心轴的夹角越小。(×)

解析由旋转秋千运动推导出,可得缆绳与中心轴的夹角跟人的体重无关。

(2)在绳长一定的情况下,角速度越大,缆绳与中心轴的夹角越大。(√);合格考试练一练

如图所示,一小球用长为l的细线悬于P点,并在水平面内做角速度为ω的匀速圆周运动,轨迹圆的圆心O到P点的距离为h。下列说法正确的是(A);三、火车转弯

1.火车在弯道上的运动特点

火车在水平面内以恒定的速率转弯时,可以把它视为匀速圆周运动,其向心加速度指向圆心。?;2.火车转弯时向心力的来源分析

(1)若转弯时内外轨一样高,火车转弯时,外侧车轮的轮缘挤压外轨,火车的向心力由外轨对车轮轮缘的弹力提供(如图所示)。由于火车的质量很大,转弯所需的向心力很大,铁轨和车轮极易受损。;(2)若转弯时外轨略高于内轨(如图所示),根据转弯处轨道的半径和设计的行驶速度,确定内外轨的高度差,使转弯时所需的向心力几乎完全由

重力G?和支持力N的合力提供,从而减轻外轨与轮缘间的挤压。?

方向沿水平方向;易错辨析判一判

(1)火车在水平路面上转弯时,外轨挤压火车的外轮缘。(√)

(2)车辆按规定车速通过“内低外高”的弯道时,向心力可以由重力和支持力的合力提供。(√)

(3)火车弯道的半径很大,故火车转弯需要的向心力很小。(×)

解析向心力由火车质量、转弯速度和弯道半径共同决定。;合格考试练一练

1.关于铁路转弯处内外铁轨间的高度关系,下列说法正确的是(C)

A.内、外轨一样高,以防列车倾倒造成翻车事故

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,以防列车翻倒

C.外轨比内轨略高,这样可以使列车顺利转弯,减少车轮与铁轨的挤压

D.以上说法均不正确

解析铁路转弯处外轨比内轨略高,从而使支持力和重力的合力提供一部分向心力,以减少车轮与铁轨的挤压,选项C正确,A、B、D错误。;2.如图所示,铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的。已知轨道面倾角为θ,弯道处的圆弧半径为R,若质量为m的火车以速度v通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,重力加速度为g,下面说法正确的是(C)

B.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

C.若火车速度大于v时,外轨将受到侧压力作用,

其方向平行于轨道平面向外

;解析火车以某一速度v通过某弯道时,内、外轨道均不受侧压力作用,其所受的重力和支持力的合力提供向心力,由图可以得出F合=mgtanθ(θ为轨道平面与水平面的夹角),合力等于向心力,由牛顿第二定律得,解得,故A、D错误;当转弯的实际速度小于规定速