人教版高中物理必修2第五章第7節(jié)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)教案

1、人教版高中物理必修2第五章第7節(jié)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)員姓名： 年 級(jí)：高一 輔導(dǎo)科目：物理課時(shí)數(shù)： 學(xué)科教師： 授課日期2020授課時(shí)段組長(zhǎng)簽字授課類型tct星級(jí)教學(xué)目的1.知道具體問(wèn)題中的向心力來(lái)源(難點(diǎn))2.掌握分析、處理生產(chǎn)和生活中實(shí)例的方法(重點(diǎn)、難點(diǎn))3.掌握物體在變速圓周運(yùn)動(dòng)中特殊點(diǎn)的向心力、向心加速度的求法(重點(diǎn)、難點(diǎn))重點(diǎn)難點(diǎn)1、掌握物體在變速圓周運(yùn)動(dòng)中特殊點(diǎn)的向心力、向心加速度的求法(重點(diǎn)、難點(diǎn))教學(xué)內(nèi)容t同步課堂導(dǎo)入生活中有哪些運(yùn)動(dòng)是圓周運(yùn)動(dòng)？知識(shí)模塊1、鐵路的彎道1火車在彎道上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)火車在彎道上運(yùn)動(dòng)時(shí)實(shí)際上在做圓周運(yùn)動(dòng)，因而具有向心加速度，由于其質(zhì)量巨大，需要很大的向心

2、力圖5­7­12向心力的來(lái)源(1)若轉(zhuǎn)彎時(shí)內(nèi)外軌一樣高，則由外軌對(duì)輪緣的彈力提供向心力，這樣，鐵軌和車輪極易受損(2)若內(nèi)外軌有高度差，依據(jù)規(guī)定的行駛速度行駛，轉(zhuǎn)彎時(shí)向心力幾乎完全由重力g和支持力fn的合力提供判斷：1火車彎道的半徑很大，故火車轉(zhuǎn)彎需要的向心力很小(×)2火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的向心力是車軌與車輪間的擠壓提供的(×)3火車通過(guò)彎道時(shí)具有速度的限制()思考：除了火車彎道具有內(nèi)低外高的特點(diǎn)外，你還了解哪些道路具有這樣的特點(diǎn)？圖5­7­2【答案】有些道路具有外高內(nèi)低的特點(diǎn)是為了增加車輛做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，進(jìn)而提高了車輛的運(yùn)動(dòng)速度，因此一

3、些賽車項(xiàng)目的賽道的彎道要做得外高內(nèi)低，比如汽車、摩托車、自行車賽道的彎道，高速公路的拐彎處等火車在鐵軌上轉(zhuǎn)彎可以看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖5­7­3所示，請(qǐng)思考下列問(wèn)題：重力g與支持力fn的合力f是使火車轉(zhuǎn)彎的向心力圖5­7­3探討1：火車轉(zhuǎn)彎處的鐵軌有什么特點(diǎn)？【答案】火車轉(zhuǎn)彎處，外軌高于內(nèi)軌探討2：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大或過(guò)小，會(huì)對(duì)哪側(cè)軌道有側(cè)壓力？【答案】火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度過(guò)大會(huì)對(duì)軌道外側(cè)有壓力，速度過(guò)小會(huì)對(duì)軌道內(nèi)側(cè)有壓力1明確圓周平面火車轉(zhuǎn)彎處的鐵軌，雖然外軌高于內(nèi)軌，但整個(gè)外軌是等高的，整個(gè)內(nèi)軌是等高的因而火車在行駛的過(guò)程中，中心的高度不變，即火車中心的

4、軌跡在同一水平面內(nèi)故火車的圓周平面是水平面，而不是斜面即火車的向心加速度和向心力均沿水平面指向圓心2受力特點(diǎn)在實(shí)際的火車轉(zhuǎn)彎處，外軌高于內(nèi)軌，火車所受支持力的方向斜向上，其豎直分力可以與重力平衡，其水平分力可以提供向心力，或者說(shuō)火車所受支持力與重力的合力可以提供向心力3速度與軌道壓力的關(guān)系(1)若火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，火車所受支持力與重力的合力充當(dāng)向心力，則mgtan m，如圖5­7­4所示，則v0，其中r為彎道半徑，為軌道平面與水平面的夾角(tan ，h為內(nèi)外軌高度差，l為內(nèi)外軌間距)，v0為轉(zhuǎn)彎處的規(guī)定速度此時(shí)，內(nèi)外軌道對(duì)火車均無(wú)擠壓作用；圖5­7­4(2)若

5、火車行駛速度v0>，外軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力；典型例題(3)若火車行駛速度v0<，內(nèi)軌對(duì)輪緣有側(cè)壓力1(多選)鐵路轉(zhuǎn)彎處的彎道半徑r是根據(jù)地形決定的彎道處要求外軌比內(nèi)軌高，其內(nèi)外軌高度差h的設(shè)計(jì)不僅與r有關(guān)，還與火車在彎道上的行駛速率v有關(guān)下列說(shuō)法正確的是()av一定時(shí)，r越小則要求h越大bv一定時(shí)，r越大則要求h越大cr一定時(shí)，v越小則要求h越大dr一定時(shí)，v越大則要求h越大【答案】設(shè)軌道平面與水平方向的夾角為，由mgtan m，得tan ，又因?yàn)閠an sin ，所以.可見(jiàn)v一定時(shí)，r越大，h越小，故a正確，b錯(cuò)誤；當(dāng)r一定時(shí)，v越大，h越大，故c錯(cuò)誤，d正確 ad2. (多選)火車

6、在鐵軌上轉(zhuǎn)彎可以看做是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，火車速度提高易使外軌受損為解決火車高速轉(zhuǎn)彎時(shí)使外軌受損這一難題，你認(rèn)為理論上可行的措施是()圖5­7­5a減小彎道半徑b增大彎道半徑c適當(dāng)減小內(nèi)外軌道的高度差d適當(dāng)增加內(nèi)外軌道的高度差【答案】當(dāng)火車速度增大時(shí)，可適當(dāng)增大轉(zhuǎn)彎半徑或適當(dāng)增大軌道傾角，以減小外軌所受壓力 bd3(多選)公路急轉(zhuǎn)彎處通常是交通事故多發(fā)地帶如圖5­7­6所示，某公路急轉(zhuǎn)彎處是一圓弧，當(dāng)汽車行駛的速率為vc時(shí)，汽車恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)則在該彎道處() 圖5­7­6a路面外側(cè)高內(nèi)側(cè)低 b車速只要低于vc，車輛便會(huì)向

7、內(nèi)側(cè)滑動(dòng)c車速雖然高于vc，但只要不超出某一最高限度，車輛便不會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)d當(dāng)路面結(jié)冰時(shí)，與未結(jié)冰時(shí)相比，vc的值變小【答案】汽車轉(zhuǎn)彎時(shí)，恰好沒(méi)有向公路內(nèi)外兩側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，說(shuō)明公路外側(cè)高一些，支持力的水平分力剛好提供向心力，此時(shí)汽車不受靜摩擦力的作用，與路面是否結(jié)冰無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)a正確，選項(xiàng)d錯(cuò)誤當(dāng)v<vc時(shí)，支持力的水平分力大于所需向心力，汽車有向內(nèi)側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，摩擦力向外側(cè)；當(dāng)v>vc時(shí)，支持力的水平分力小于所需向心力，汽車有向外側(cè)滑動(dòng)的趨勢(shì)，在摩擦力大于最大靜摩擦力前不會(huì)側(cè)滑，故選項(xiàng)b錯(cuò)誤，選項(xiàng)c正確總結(jié)和歸納 ac火車轉(zhuǎn)彎問(wèn)題的兩點(diǎn)注意(1)合外力的方向：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，火車所受

8、合外力沿水平方向指向圓心，而不是沿軌道斜面向下因?yàn)椋疖囖D(zhuǎn)彎的圓周平面是水平面，不是斜面，所以火車的向心力即合外力應(yīng)沿水平面指向圓心(2)規(guī)定速度的唯一性：火車軌道轉(zhuǎn)彎處的規(guī)定速率一旦確定則是唯一的，火車只有按規(guī)定的速率轉(zhuǎn)彎，內(nèi)外軌才不受火車的擠壓作用速率過(guò)大時(shí)，由重力、支持力及外軌對(duì)輪緣的擠壓力的合力提供向心力；速率過(guò)小時(shí)，由重力、支持力及內(nèi)軌對(duì)輪緣的擠壓力的合力提供向心力c專題知識(shí)模塊2、拱形橋汽車過(guò)凸形橋汽車過(guò)凹形橋受力分析向心力fnmgfnmfnfnmgm對(duì)橋的壓力fnmgmfnmgm結(jié)論汽車對(duì)橋的壓力小于汽車的重力，而且汽車速度越大，對(duì)橋的壓力越小汽車對(duì)橋的壓力大于汽車的重力，而且汽

9、車速度越大，對(duì)橋的壓力越大判斷：1汽車駛過(guò)凸形橋最高點(diǎn)，速度很大時(shí)，對(duì)橋的壓力可能等于零()2汽車過(guò)凸形橋或凹形橋時(shí)，向心加速度的方向都是向上的(×)3汽車駛過(guò)凹形橋低點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋的壓力一定大于重力()思考：公路在通過(guò)小型水庫(kù)泄洪閘的下游時(shí)常常要修建凹形橋，也叫“過(guò)水路面”，如圖5­7­7所示，汽車在凹形橋上通過(guò)時(shí)，汽車的向心力由什么力提供？汽車對(duì)橋的壓力是否等于重力？圖5­7­7【答案】汽車的向心力由支持力和重力的合力提供，即fnfnmg，汽車對(duì)橋的壓力大于重力如圖5­7­8所示，過(guò)山車的質(zhì)量為m，軌道半徑為r，過(guò)山車經(jīng)過(guò)軌

10、道最高點(diǎn)時(shí)的速度為v.圖5­7­8探討1：過(guò)山車能通過(guò)軌道最高點(diǎn)的臨界速度是多少？【答案】臨界條件為mg，故臨界速度v.探討2：當(dāng)過(guò)山車通過(guò)軌道最高點(diǎn)的速度大于臨界速度時(shí)，過(guò)山車對(duì)軌道的壓力怎樣計(jì)算？【答案】根據(jù)fnmg，可得fnmg.1汽車過(guò)橋問(wèn)題的分析(1)汽車過(guò)凸形橋：汽車在橋上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)，汽車的重力與橋?qū)ζ囍С至Φ暮狭μ峁┫蛐牧θ鐖D5­7­9甲所示圖5­7­9由牛頓第二定律得：gfnm，則fngm.汽車對(duì)橋的壓力與橋?qū)ζ嚨闹С至κ且粚?duì)相互作用力，即fnfngm，因此，汽車對(duì)橋的壓力小于重力，而且車速越大，壓力越小當(dāng)

11、0v<時(shí)，0<fng.當(dāng)v時(shí)，fn0，fng汽車做平拋運(yùn)動(dòng)飛離橋面，發(fā)生危險(xiǎn)當(dāng)v>時(shí)，汽車做平拋運(yùn)動(dòng)飛離橋面，發(fā)生危險(xiǎn)(2)汽車過(guò)凹形橋如圖5­7­9乙所示，汽車經(jīng)過(guò)凹形橋面最低點(diǎn)時(shí)，受豎直向下的重力和豎直向上的支持力，兩個(gè)力的合力提供向心力，則fngm，故fngm.由牛頓第三定律得：汽車對(duì)凹形橋面的壓力fngm，大于汽車的重力2輕繩模型如圖5­7­10所示，輕繩系的小球或在軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)的小球，在最高點(diǎn)時(shí)的臨界狀態(tài)為只受重力，由mgm，得v.圖5­7­10在最高點(diǎn)時(shí)：(1)v時(shí)，拉力或壓力為零(2)v>時(shí)，物體

12、受向下的拉力或壓力，并且隨速度的增大而增大(3)v<時(shí)，物體不能達(dá)到最高點(diǎn)(實(shí)際上球未到最高點(diǎn)就脫離了軌道)即繩類模型中小球在最高點(diǎn)的臨界速度為v臨.3輕桿模型如圖5­7­11所示，在細(xì)輕桿上固定的小球或在管形軌道內(nèi)運(yùn)動(dòng)的小球，由于桿和管能對(duì)小球產(chǎn)生向上的支持力，所以小球能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)的條件是在最高點(diǎn)的速度大于或等于零，小球的受力情況為：圖5­7­11(1)v0時(shí)， 小球受向上的支持力nmg.(2)0<v<時(shí)，小球受向上的支持力且隨速度的增大而減小(3)v時(shí)，小球只受重力(4)v>時(shí)，小球受向下的拉力或壓力，并且隨速度的

13、增大而增大典型例題即桿類模型中小球在最高點(diǎn)的臨界速度為v臨0.4俗話說(shuō)，養(yǎng)兵千日，用兵一時(shí)近年來(lái)我國(guó)軍隊(duì)進(jìn)行了多種形式的軍事演習(xí)如圖5­7­12所示，在某次軍事演習(xí)中，一輛戰(zhàn)車以恒定的速度在起伏不平的路面上行進(jìn)，則戰(zhàn)車對(duì)路面的壓力最大和最小的位置分別是()圖5­7­12aa點(diǎn)，b點(diǎn) bb點(diǎn)，c點(diǎn)cb點(diǎn)，a點(diǎn) dd點(diǎn)，c點(diǎn)【答案】戰(zhàn)車在b點(diǎn)時(shí)由fnmgm知fnmgm，則fn>mg，故對(duì)路面的壓力最大，在c和a點(diǎn)時(shí)由mgfnm知fnmgm，則fn<mg且rc>ra，故fnc>fna，故在a點(diǎn)對(duì)路面壓力最小，故選c. 5如圖5­

14、;7­13所示為模擬過(guò)山車的實(shí)驗(yàn)裝置，小球從左側(cè)的最高點(diǎn)釋放后能夠通過(guò)豎直圓軌道而到達(dá)右側(cè)若豎直圓軌道的半徑為r，要使小球能順利通過(guò)豎直圓軌道，則小球通過(guò)豎直圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)的角速度最小為() 圖5­7­13a. b2c. d.【答案】小球能通過(guò)豎直圓軌道的最高點(diǎn)的臨界狀態(tài)為重力提供向心力，即mgm2r，解得，選項(xiàng)c正確 6長(zhǎng)度為0.5 m的輕桿oa繞o點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，a端連著一個(gè)質(zhì)量m2 kg的小球求在下述的兩種情況下，通過(guò)最高點(diǎn)時(shí)小球?qū)U的作用力的大小和方向(g取10 m/s2)(1)桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)速為2.0 r/s；(2)桿做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的轉(zhuǎn)

15、速為0.5 r/s.【答案】小球在最高點(diǎn)的受力如圖所示：(1)桿的轉(zhuǎn)速為2.0 r/s時(shí)，2·n4 rad/s由牛頓第二定律得fmgml2故小球所受桿的作用力fml2mg2×(0.5×42×210)n138 n即桿對(duì)小球提供了138 n的拉力由牛頓第三定律知小球?qū)U的拉力大小為138 n，方向豎直向上(2)桿的轉(zhuǎn)速為0.5 r/s時(shí)，2·n rad/s同理可得小球所受桿的作用力fml2mg2×(0.5×210)n10 n.總結(jié)和歸納力f為負(fù)值表示它的方向與受力分析中所假設(shè)的方向相反，故小球?qū)U的壓力大小為10 n，方向豎直向

16、下【答案】(1)小球?qū)U的拉力為138 n，方向豎直向上(2)小球?qū)U的壓力為10 n，方向豎直向下豎直平面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的分析方法1明確運(yùn)動(dòng)的模型，是輕繩模型還是輕桿模型2明確物體的臨界狀態(tài)，即在最高點(diǎn)時(shí)物體具有最小速度時(shí)的受力特點(diǎn)3分析物體在最高點(diǎn)及最低點(diǎn)的受力情況，根據(jù)牛頓第二定律列式求解知識(shí)模塊3、航天器中的失重現(xiàn)象和離心運(yùn)動(dòng)1航天器在近地軌道的運(yùn)動(dòng)(1)對(duì)航天器，在近地軌道可認(rèn)為地球的萬(wàn)有引力等于其重力，重力充當(dāng)向心力，滿足的關(guān)系為mg.(2)對(duì)航天員，由重力和座椅的支持力提供向心力，滿足的關(guān)系為mgfn，由以上兩式可得fn0，航天員處于完全失重狀態(tài)，對(duì)座椅壓力為零(3)航天器內(nèi)的任何物

17、體之間均沒(méi)有壓力2對(duì)失重現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)航天器內(nèi)的任何物體都處于完全失重狀態(tài)，但并不是物體不受地球引力正因?yàn)槭艿降厍蛞Φ淖饔?，才使航天器連同其中的乘員做勻速圓周運(yùn)動(dòng)3離心運(yùn)動(dòng)(1)定義：物體沿切線飛出或做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)(2)原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力判斷：1繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的航天器中的宇航員及所有物體均處于完全失重狀態(tài)()2航天器中處于完全失重狀態(tài)的物體不受重力作用(×)3做離心運(yùn)動(dòng)的物體沿半徑方向遠(yuǎn)離圓心(×)4做圓周運(yùn)動(dòng)的物體只有突然失去向心力時(shí)才做離心運(yùn)動(dòng)(×)思考：1宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中處于完全失重狀態(tài)，是不是宇

18、航員在空間站中不受重力作用？【答案】不是宇航員所受重力恰好提供其繞地球運(yùn)行的向心力2.雨天，當(dāng)你旋轉(zhuǎn)自己的雨傘時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)水滴沿著傘的邊緣切線飛出(如圖5­7­14所示)，你能說(shuō)出其中的原因嗎？圖5­7­14【答案】旋轉(zhuǎn)雨傘時(shí)，雨滴也隨著運(yùn)動(dòng)起來(lái)，但傘面上的雨滴受到的力不足以提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，雨滴由于慣性要保持其原來(lái)的速度方向而沿切線方向飛出鏈球比賽中，高速旋轉(zhuǎn)的鏈球被放手后會(huì)飛出汽車 高速轉(zhuǎn)彎時(shí)，若摩擦力不足，汽車會(huì)滑出路面圖5­7­15探討1：鏈球飛出、汽車滑出路面的原因是因?yàn)槭艿搅穗x心力嗎？【答案】鏈球飛出、汽車滑出路面的

19、原因是物體慣性的表現(xiàn)，不是因?yàn)槭艿搅耸裁措x心力，離心力是不存在的探討2：物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件是什么？【答案】物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件是：做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，提供向心力的外力突然消失或者外力不能提供足夠大的向心力1離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)離心現(xiàn)象的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，由于慣性，總是有沿著圓周切線飛出去的趨向，之所以沒(méi)有飛出去，是因?yàn)槭艿较蛐牧Φ淖饔脧哪撤N意義上說(shuō)，向心力的作用是不斷地把物體從圓周運(yùn)動(dòng)的切向方向拉回到圓周上來(lái)2離心運(yùn)動(dòng)的條件做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，提供向心力的外力突然消失或者合外力不能提供足夠大的向心力3離心運(yùn)動(dòng)、近心運(yùn)動(dòng)的判斷如圖5­7­16所示，物體做圓周運(yùn)動(dòng)是

20、離心運(yùn)動(dòng)還是近心運(yùn)動(dòng)，由實(shí)際提供的向心力fn與所需向心力的大小關(guān)系決定圖5­7­16(1)若fnmr2(或m)即“提供”滿足“需要”，物體做圓周運(yùn)動(dòng)(2)若fnmr2(或m)即“提供”大于“需要”，物體做半徑變小的近心運(yùn)動(dòng)典型例題(3)若fnmr2(或m)即“提供”不足，物體做離心運(yùn)動(dòng)7. (多選)2013年6月11日至26日，“ 神舟十號(hào)” 飛船圓滿完成了太空之行，期間還成功進(jìn)行了人類歷史上第二次太空授課，女航天員王亞平做了大量失重狀態(tài)下的精美物理實(shí)驗(yàn)如圖5­7­17所示為處于完全失重狀態(tài)下的水珠，下列說(shuō)法正確的是() 圖5­7­1

21、7a水珠仍受重力的作用b水珠受力平衡c水珠所受重力等于所需的向心力d水珠不受重力的作用【答案】做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的空間站中的物體，所受重力全部提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，處于完全失重狀態(tài)，并非不受重力作用，a、c正確，b、d錯(cuò)誤 8.如圖5­7­18所示，光滑的水平面上，小球m在拉力f作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若小球到達(dá)p點(diǎn)時(shí)f突然發(fā)生變化，下列關(guān)于小球運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是 ()圖5­7­18af突然消失，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運(yùn)動(dòng)bf突然變小，小球?qū)⒀剀壽Epa做離心運(yùn)動(dòng)cf突然變大，小球?qū)⒀剀壽Epb做離心運(yùn)動(dòng)df突然變小，小球?qū)⒀剀壽Epc逐漸靠近圓心【答案】若f突

22、然消失，小球所受合外力突變?yōu)榱?，將沿切線方向勻速飛出，a正確；若f突然變小不足以提供所需向心力，小球?qū)⒆鲋饾u遠(yuǎn)離圓心的離心運(yùn)動(dòng)，b、d錯(cuò)誤；若f突然變大，超過(guò)了所需向心力，小球?qū)⒆鲋饾u靠近圓心的運(yùn)動(dòng)，c錯(cuò)誤 a9.如圖5­7­19所示是摩托車比賽轉(zhuǎn)彎時(shí)的情形轉(zhuǎn)彎處路面常是外高內(nèi)低，摩托車轉(zhuǎn)彎有一個(gè)最大安全速度，若超過(guò)此速度，摩托車將發(fā)生滑動(dòng)對(duì)于摩托車滑動(dòng)的問(wèn)題，下列論述正確的是()圖5­7­19a摩托車一直受到沿半徑方向向外的離心力作用b摩托車所受外力的合力小于所需的向心力c摩托車將沿其線速度的方向沿直線滑去d摩托車將沿其半徑方向沿直線滑去總結(jié)和歸納【答

23、案】摩托車只受重力、地面支持力和地面的摩擦力作用，沒(méi)有離心力，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；摩托車正常轉(zhuǎn)彎時(shí)可看作是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受的合力等于向心力，如果向外滑動(dòng)，說(shuō)明提供的向心力即合力小于需要的向心力，選項(xiàng)b正確；摩托車將沿曲線做離心運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤 b分析離心運(yùn)動(dòng)需注意的問(wèn)題1物體做離心運(yùn)動(dòng)時(shí)并不存在“離心力”，“離心力”的說(shuō)法是因?yàn)橛械耐瑢W(xué)把慣性當(dāng)成了力2離心運(yùn)動(dòng)并不是沿半徑方向向外遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)t能力3摩托車或汽車在水平路面上轉(zhuǎn)彎，當(dāng)最大靜摩擦力不足以提供向心力時(shí)，即fmaxm，做離心運(yùn)動(dòng)課后作業(yè)1通過(guò)閱讀課本，幾個(gè)同學(xué)對(duì)生活中的圓周運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)進(jìn)行交流甲說(shuō)：“ 洗衣機(jī)甩干衣服的道理就是利用了水在

24、高速旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)” 乙說(shuō)：“ 火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，若行駛速度超過(guò)規(guī)定速度，則內(nèi)軌與車輪會(huì)發(fā)生擠壓” 丙說(shuō)：“ 汽車過(guò)凸形橋時(shí)要減速行駛，而過(guò)凹形橋時(shí)可以較大速度行駛” 丁說(shuō)：“ 我在游樂(lè)園里玩的吊椅轉(zhuǎn)得越快，就會(huì)離轉(zhuǎn)軸越遠(yuǎn)，這也是利用了離心現(xiàn)象” 你認(rèn)為正確的是()a甲和乙 b乙和丙c丙和丁 d甲和丁【答案】甲和丁所述的情況都是利用了離心現(xiàn)象，d正確；乙所述的情況，外軌會(huì)受到擠壓，汽車無(wú)論是過(guò)凸形橋還是凹形橋都要減速行駛，a、b、c選項(xiàng)均錯(cuò) d2(多選)在某轉(zhuǎn)彎處，規(guī)定火車行駛的速率為v0，則下列說(shuō)法中正確的是() a當(dāng)火車以速率v0行駛時(shí)，火車的重力與支持力的合力方向一定沿水平方向b當(dāng)火車的速

25、率v>v0時(shí)，火車對(duì)外軌有向外的側(cè)向壓力c當(dāng)火車的速率v>v0時(shí)，火車對(duì)內(nèi)軌有向內(nèi)的擠壓力d當(dāng)火車的速率v<v0時(shí)，火車對(duì)內(nèi)軌有向內(nèi)側(cè)的壓力【答案】在轉(zhuǎn)彎處，火車以規(guī)定速度行駛時(shí)，在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，重力與支持力的合力充當(dāng)向心力，沿水平面指向圓心，選項(xiàng)a正確當(dāng)火車的速率v>v0時(shí)，火車重力與支持力的合力不足以提供向心力，火車對(duì)外軌有向外的側(cè)向壓力；當(dāng)火車的速率v<v0時(shí)，火車重力與支持力的合力大于火車所需的向心力，火車對(duì)內(nèi)軌有向內(nèi)的側(cè)向壓力，選項(xiàng)b、d正確，c錯(cuò)誤 abd3.飛機(jī)俯沖拉起時(shí)，飛行員處于超重狀態(tài)，此時(shí)座位對(duì)飛行員的支持力大于所受的重力，這種現(xiàn)象叫過(guò)

26、荷過(guò)荷過(guò)重會(huì)造成飛行員大腦貧血，四肢沉重，暫時(shí)失明，甚至昏厥受過(guò)專門訓(xùn)練的空軍飛行員最多可承受9倍重力的支持力影響取g10 m/s2，則當(dāng)飛機(jī)在豎直平面上沿圓弧軌道俯沖速度為100 m/s時(shí)，圓弧軌道的最小半徑為()圖5­7­20a100 m b111 mc125 m d250 m【答案】由題意知，8mgm ，代入數(shù)值得r125 m. c4.如圖5­7­21所示，當(dāng)汽車通過(guò)拱橋頂點(diǎn)的速度為10 m/s時(shí)，車對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍氐?如果要使汽車在粗糙的橋面行駛至橋頂時(shí)，不受摩擦力作用，則汽車通過(guò)橋頂?shù)乃俣葢?yīng)為()圖5­7­21a15 m/

27、s b20 m/sc25 m/s d30 m/s【答案】當(dāng)v10 m/s時(shí)，mg mgm 當(dāng)fn0時(shí)，mgm 由解得v120 m/s. b5如圖5­7­22所示，某公園里的過(guò)山車駛過(guò)軌道的最高點(diǎn)時(shí)，乘客在座椅里面頭朝下，人體顛倒，若軌道半徑為r，人體受重力為mg，要使乘客經(jīng)過(guò)軌道最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座椅的壓力等于自身的重力，則過(guò)山車在最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為() 圖5­7­22a0 b.c. d.【答案】由題意知fmgm即2mgm，故速度大小v，c正確 6下列哪種現(xiàn)象利用了物體的離心運(yùn)動(dòng) ()a車轉(zhuǎn)彎時(shí)要限制速度b轉(zhuǎn)速很高的砂輪半徑不能做得太大c在修筑鐵路時(shí)，轉(zhuǎn)彎處軌

28、道的內(nèi)軌要低于外軌d離心水泵工作時(shí)【答案】車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)限速、修筑鐵路時(shí)彎道處內(nèi)軌低于外軌都是為了防止因?yàn)殡x心運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生側(cè)翻危險(xiǎn)，轉(zhuǎn)速很高的砂輪半徑不能做得太大也是為了防止因離心運(yùn)動(dòng)而將砂輪轉(zhuǎn)壞離心水泵工作是運(yùn)用了水的離心運(yùn)動(dòng)規(guī)律，選項(xiàng)d正確 7如圖5­7­23所示為洗衣機(jī)脫水筒在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的洗衣機(jī)脫水筒內(nèi)壁上有一件濕衣服與圓筒一起運(yùn)動(dòng)，衣服相對(duì)于圓筒壁靜止，則()圖5­7­23a衣服受重力、彈力、壓力、摩擦力、向心力五個(gè)力作用b洗衣機(jī)脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)得越快，衣服與筒壁間的彈力就越小c衣服上的水滴與衣服間的附著力不足以提供所需要的向心力時(shí)，水滴做離心運(yùn)動(dòng)d衣服上的水

29、滴與衣服間的附著力大于所需的向心力時(shí)，水滴做離心運(yùn)動(dòng)【答案】向心力是根據(jù)力的作用效果命名的，衣服所受的合外力提供向心力，且脫水筒轉(zhuǎn)動(dòng)越快，所需的向心力越大，衣服與筒壁間的彈力就越大，所以a、b都不正確；衣服上的水滴與衣服間的附著力提供向心力，當(dāng)附著力不足以提供所需的向心力時(shí)，水滴做離心運(yùn)動(dòng)，故c正確，d錯(cuò)誤 8. “東風(fēng)” 汽車公司在湖北某地有一試車場(chǎng)，其中有一檢測(cè)汽車在極限狀態(tài)下車速的試車道，該試車道呈碗狀，如圖5­7­24所示有一質(zhì)量為m1 t的小汽車在a車道上飛馳，已知該車道轉(zhuǎn)彎半徑r為150 m，路面傾斜角為45°(與水平面夾角)，路面與車胎摩擦因數(shù)為0.

30、25，求汽車所能允許的最大車速. 圖5­7­24【答案】以汽車為研究對(duì)象，其極限狀態(tài)下的受力分析如圖所示根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，在豎直方向上有fnsin 45°ffcos 45°mg0；根據(jù)牛頓第二定律，在水平方向上有fncos 45°ffsin 45°m ，將已知數(shù)據(jù)代入上面二式，解得v50 m/s.即汽車所能允許的最大車速為50 m/s. 9.鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高度是不同的，已知內(nèi)外軌道平面與水平面的夾角為，如圖5­7­25所示，彎道處的圓弧半徑為r，若質(zhì)量為m的火車轉(zhuǎn)彎時(shí)速度等于 ，則()圖5­7­25a內(nèi)軌對(duì)內(nèi)側(cè)車