人教版高中物理必修第二册精品课件 第6章 圆周运动 4 生活中的圆周运动 (3).ppt

解析:航天飞机在绕地球做匀速圆周运动时,依然受地球的吸引力,而且正是这个吸引力提供航天飞机绕地球做圆周运动的向心力,航天员的加速度与航天飞机的相同,也是重力提供向心力,即mg=m,选项A错误,B正确;此时航天员不受座椅弹力,即航天员对座椅的压力为零,处于完全失重状态,选项D正确,C错误。6.高速公路转弯处弯道圆半径为R=100m,汽车轮胎与路面间的动摩擦因数μ=0.225。若路面是水平的(假设最大静摩擦力可近似看作与滑动摩擦力相等,g取10m/s2),问:(1)汽车转弯时不发生径向滑动(离心现象)所许可的最大速率vm为多大?(2)当汽车转弯的速度超过vm时,将会出现什么现象?答案:(1)15m/s(2)汽车将做离心运动,严重时将出现翻车事故解析:(1)在水平路面上转弯,向心力只能由静摩擦力提供,设汽车质量为m,最大静摩擦力可近似看作与滑动摩擦力相等,则(2)当汽车的速度超过15m/s时,需要的向心力增大,大于提供的向心力,也就是说提供的向心力不足以维持汽车做圆周运动,汽车将做离心运动,严重时将会出现翻车事故。*二汽车过拱形桥问题的分析重难归纳1.汽车过拱形桥。汽车在桥上运动,经过最高点时,汽车的重力与桥对汽车支持力的合力提供向心力,如图甲所示。2.汽车过凹形路面。如图所示,在某次军事演习中,一辆战车以恒定的速率在起伏不平的路面上行进,在A、B、C、D四点中,战车在哪一点对路面的压力最大?在哪一点对路面的压力最小?提示:战车在B点时对路面的压力最大,在A点时对路面的压力最小。典例剖析【例2】如图所示,一辆质量为500kg的汽车静止在一座半径为40m的圆弧形拱桥顶部,(g取10m/s2)问:(1)此时汽车对圆弧形拱桥的压力是多大?(2)如果汽车以10m/s的速度经过拱桥的顶部,则汽车对圆弧形拱桥的压力是多大?(3)汽车以多大速度通过拱桥的顶部时,汽车对圆弧形拱桥的压力恰好为零?答案:(1)5000N(2)3750N(3)20m/s解析:(1)汽车静止在拱桥的顶部时,受重力mg和拱桥的支持力F的作用,由二力平衡可知F=mg=5000N由牛顿第三定律可知,汽车对拱桥的压力F=F=5000N。(2)汽车以v=10m/s的速度过桥顶时,受重力mg和拱桥的支持力F1的作用,二力合力提供向心力,由牛顿第三定律可知,汽车对拱桥的压力F1=F1=3750N。(3)当汽车对桥面的压力为零时,重力提供向心力,有规律总结汽车过拱形桥问题的分析方法汽车过拱形桥,实质上是质点在竖直平面内的圆周运动问题,求解此类问题,往往要按照以下流程进行:(1)明确运动的模型,明确是过拱形桥还是过凹形路面;(2)对汽车进行受力分析,判断合力方向,并用各个力表示合力的大小;学以致用2.一辆汽车匀速率通过一座圆弧形拱形桥后,接着又以相同速率通过一圆弧形凹形桥。设两圆弧半径相等,汽车通过拱形桥桥顶时,对桥面的压力大小F1为车重的一半,汽车通过圆弧形凹形桥的最低点时,对桥面的压力大小为F2,则F1与F2之比为()A.3∶1 B.3∶2C.1∶3 D.1∶2答案:C解析:汽车过圆弧形拱形桥(凹形桥)的最高点(最低点)时,由重力与桥面对汽车的支持力的合力提供向心力。如图甲所示,汽车过圆弧形拱形桥的最高点时,由牛顿第三定律可知,汽车受桥面对它的支持力与它对桥面的压力大小相等,即F1=F1①同理,如图乙所示,F2=F2,汽车过圆弧形凹形桥的最低点时,由①②③④得F1∶F2=1∶3。三航天器中的失重现象和离心运动重难归纳1.航天器在近地轨道的运动。(1)对航天器,在近地轨道可认为受到的地球引力等于其重力,重力充当向心力,满足的关系为mg=。(2)对失重现象的认识。航天器内的任何物体都处于完全失重状态,但并不是物体不受地球引力。正因为受到地球引力的作用,才使航天器连同其中的乘员做匀速圆周运动。2.离心运动的理解。(1)离心运动的实质。离心运动是物体逐渐远离圆心的运动,它的本质是物体惯性的表现。做圆周运动的物体,总是有沿着圆周切线飞出去的趋势,之所以没有飞出去,是因为受到向心力作用。(2)离心运动的受力特点。物体做离心运动并不是物体受到离心力作用,而是由于外力不能提供足够的向心力。所谓“离心力”也是由效果命名的,实际并不存在。(3)合力与向心力的关系(如图所示)。④若F合=0,则物体做直线运动。某些同学小的时候吃过松软可口的“棉花”糖,制作“棉花”糖的器具主要由分布有小孔的内筒和外筒组成,内筒与洗衣机的脱水筒相似,可以在脚的踏动下旋转。在内筒里面加入白砂糖,加热使糖熔化成糖汁。如图