人教版高中物理必修二 （曲線運(yùn)動(dòng)）拋體運(yùn)動(dòng)新課件

第五章拋體運(yùn)動(dòng)曲線運(yùn)動(dòng)

一、曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向【思考】運(yùn)動(dòng)員投擲鏈球時(shí),放手的時(shí)刻不同,鏈球飛出的方向不同,怎么確定鏈球在不同時(shí)刻的速度方向?提示:運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向1.曲線運(yùn)動(dòng)方向的特點(diǎn):(1)物體做曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向在_________。(2)質(zhì)點(diǎn)在某一點(diǎn)的速度方向,沿曲線在這一點(diǎn)的__________。2.運(yùn)動(dòng)性質(zhì):曲線運(yùn)動(dòng)是_________。不斷改變切線方向變速運(yùn)動(dòng)二、物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件1.2.關(guān)于物體的運(yùn)動(dòng),以下描述正確的是_____。①做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,速度可能不變;②做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其位移的大小可能等于物體的路程;④⑥③做曲線運(yùn)動(dòng)的物體其加速度一定變化;④如果物體做曲線運(yùn)動(dòng),其速度方向時(shí)刻發(fā)生改變;⑤如果物體做變速運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)軌跡一定是曲線;⑥如果物體做曲線運(yùn)動(dòng),其加速度一定不為零。一曲線運(yùn)動(dòng)方向的特點(diǎn)1.曲線運(yùn)動(dòng)的速度:(1)曲線運(yùn)動(dòng)中物體在某時(shí)刻(或某位置)的速度方向,就是運(yùn)動(dòng)軌跡曲線上這一點(diǎn)的切線方向。(2)速度是矢量,既有大小,又有方向。物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),速度大小可能變化、可能不變化,速度方向一定變化。2.曲線運(yùn)動(dòng)的分類:(1)勻變速曲線運(yùn)動(dòng):加速度恒定的曲線運(yùn)動(dòng),即物體在恒力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)。(2)變加速曲線運(yùn)動(dòng):加速度不斷變化的曲線運(yùn)動(dòng),即物體在變力作用下的曲線運(yùn)動(dòng)?！舅伎肌び懻摗壳榫?“丟沙包”游戲曾經(jīng)風(fēng)靡南北,是一個(gè)經(jīng)典的群體性游戲,極受孩子們歡迎。討論:(1)丟出的沙包在空中做什么運(yùn)動(dòng)? (模型建構(gòu))提示:曲線運(yùn)動(dòng)。(2)沙包運(yùn)動(dòng)的速度在不同時(shí)刻有什么特點(diǎn)?曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)嗎? (科學(xué)思維)提示:速度方向時(shí)刻發(fā)生變化,都沿該時(shí)刻曲線的切線方向;曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)?！镜淅痉丁考偃缭趶澋郎细咚傩旭偟馁愜?突然后輪脫離賽車,關(guān)于脫離賽車后的車輪的運(yùn)動(dòng)情況,以下說法正確的是 (

)A.仍然沿著賽車行駛的彎道運(yùn)動(dòng)B.沿著與彎道垂直的方向飛出C.沿著脫離時(shí)輪子前進(jìn)的方向做直線運(yùn)動(dòng),離開彎道D.上述情況都有可能【解析】選C。賽車沿彎道行駛,任一時(shí)刻賽車上任何一點(diǎn)的速度方向都是賽車運(yùn)動(dòng)的曲線軌跡上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的切線方向。被甩出的后輪的速度方向就是甩出點(diǎn)軌跡的切線方向。選項(xiàng)C正確?！疽?guī)律方法】曲線運(yùn)動(dòng)中判斷某點(diǎn)速度方向的步驟(1)找出物體運(yùn)動(dòng)軌跡的方向。(2)確定該點(diǎn)的切線方向。(3)畫出帶箭頭的切線,箭頭指向?yàn)樵擖c(diǎn)的速度方向。

【母題追問】1.在【典例示范】情境中,處在彎道上正常行駛的賽車,其速度的方向的特點(diǎn)?【解析】在彎道上正常行駛的賽車,其速度不斷變化,速度方向始終沿運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向。答案:見解析2.在【典例示范】情境中,脫離軌道的賽車為什么會(huì)沿直線運(yùn)動(dòng)?【解析】賽車脫離軌道時(shí),其速度方向沿該點(diǎn)的切線方向,在其以后的運(yùn)動(dòng)過程中,由于慣性,賽車仍保持原來的運(yùn)動(dòng)方向,因此賽車脫離軌道后將做直線運(yùn)動(dòng)。答案:見解析【補(bǔ)償訓(xùn)練】1.下列說法正確的是 (

)A.曲線運(yùn)動(dòng)一定是勻速運(yùn)動(dòng)B.曲線運(yùn)動(dòng)的速度方向可能不變C.曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng)D.曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小一定發(fā)生變化【解析】選C。既然是曲線運(yùn)動(dòng),它的速度方向必定是改變的,所以曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng),故A、B錯(cuò)誤,C正確;曲線運(yùn)動(dòng)的速度大小可以不變,故D錯(cuò)誤。2.如圖,籃球沿優(yōu)美的弧線穿過籃筐,圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向的是 (

)A.v1

B.v2C.v3 D.v4【解析】選C。依據(jù)曲線運(yùn)動(dòng)特征可知:物體做曲線運(yùn)動(dòng)時(shí),任意時(shí)刻的速度方向是曲線上該點(diǎn)的切線方向,所以圖中能正確表示籃球在相應(yīng)點(diǎn)速度方向的只有v3,故C項(xiàng)正確。二物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件1.物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件:(1)動(dòng)力學(xué)條件:合外力與速度方向不共線是物體做曲線運(yùn)動(dòng)的充要條件,這包含三個(gè)方面的內(nèi)容。①速度不為零;②合外力不為零;③合外力與速度方向不共線。(2)運(yùn)動(dòng)學(xué)條件:加速度與速度方向不共線。2.合外力與運(yùn)動(dòng)軌跡的關(guān)系:曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡始終夾在合力方向與速度方向之間,而且向合力的方向彎曲,即合力指向軌跡的凹側(cè)。3.合外力與速率的關(guān)系:(1)合外力方向與速度方向的夾角為銳角時(shí),物體做速率越來越大的曲線運(yùn)動(dòng)。(2)合外力方向與速度方向的夾角始終為直角時(shí),物體做速率不變的曲線運(yùn)動(dòng)。(3)合外力方向與速度方向的夾角為鈍角時(shí),物體做速率越來越小的曲線運(yùn)動(dòng)。4.確定曲線運(yùn)動(dòng)的軌跡的方法:(1)做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,運(yùn)動(dòng)軌跡不斷改變,其改變后的軌跡處在運(yùn)動(dòng)方向與合外力方向構(gòu)成的夾角之間,且偏向合外力所指的一側(cè)。(2)若物體在恒力作用下做曲線運(yùn)動(dòng),物體的運(yùn)動(dòng)軌跡越來越接近力的方向,但不會(huì)與力的方向相同?！舅伎肌び懻摗壳榫?小球在光滑桌面上沿直線運(yùn)動(dòng)。討論:(1)小球在光滑桌面上的運(yùn)動(dòng)情況與從桌子邊緣離開后的運(yùn)動(dòng)情況有何不同?(物理觀念)提示:離開桌面前小球做勻速直線運(yùn)動(dòng),離開桌面后小球開始做曲線運(yùn)動(dòng)。(2)小球的受力有何變化?與小球運(yùn)動(dòng)方向有何關(guān)系?(科學(xué)思維)提示:在桌面上運(yùn)動(dòng)時(shí),小球受力平衡;離開桌面后,小球受到豎直向下的重力,并且重力的方向與小球的運(yùn)動(dòng)方向不在同一直線上。【典例示范】如圖所示,一質(zhì)點(diǎn)從M點(diǎn)到N點(diǎn)做曲線運(yùn)動(dòng),當(dāng)它通過P點(diǎn)時(shí),其速度v和加速度a關(guān)系可能正確的是 (

)【解析】選C。速度方向沿軌跡的切線方向,加速度指向軌跡的內(nèi)側(cè),與速度方向一定不在同一條直線上,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤?！舅仞B(yǎng)訓(xùn)練】1.關(guān)于曲線運(yùn)動(dòng),下列說法正確的是 (

)A.物體在恒力作用下不可能做曲線運(yùn)動(dòng)B.物體在變力作用下一定做曲線運(yùn)動(dòng)C.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其速度大小一定變化D.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其速度方向與合力方向一定不在同一條直線上【解析】選D。物體在恒力作用下可能做曲線運(yùn)動(dòng),故A錯(cuò)誤;物體在方向始終與速度共線、大小改變的力作用下做直線運(yùn)動(dòng),即物體在變力作用下可能做直線運(yùn)動(dòng),故B錯(cuò)誤;做曲線運(yùn)動(dòng)的物體,其速度大小可能不變,如豎直上拋運(yùn)動(dòng)中,對(duì)稱的兩個(gè)位置,速度大小相同,故C錯(cuò)誤;物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件是合力與速度不在同一直線上,故D正確。2.子謙同學(xué)在探究物體做曲線運(yùn)動(dòng)的條件時(shí),將一條形磁鐵放在桌面的A位置,讓小鋼珠在水平桌面上以初速度v0運(yùn)動(dòng),得到小鋼珠的運(yùn)動(dòng)軌跡。圖中a、b、c、d哪一條為其運(yùn)動(dòng)軌跡 (

)A.a

B.b

C.c

D.d【解析】選C。磁鐵對(duì)小鋼珠有吸引力,當(dāng)磁鐵放在位置A時(shí),小鋼珠運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)受到磁鐵的吸引,小鋼珠逐漸接近磁鐵,所以其運(yùn)動(dòng)軌跡是c,故C項(xiàng)正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】(多選)一物體受到兩個(gè)外力的作用,沿某方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)。若將其中一個(gè)力的方向旋轉(zhuǎn)90°,保持這個(gè)力的大小和另一個(gè)力不變,則物體可能做 (

)A.勻速直線運(yùn)動(dòng) B.勻加速直線運(yùn)動(dòng)C.勻減速直線運(yùn)動(dòng) D.軌跡為曲線的運(yùn)動(dòng)【解析】選B、C、D。旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)力的合力與物體原來的運(yùn)動(dòng)的方向相同時(shí),物體做勻加速直線運(yùn)動(dòng);旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)力的合力與物體原來的運(yùn)動(dòng)的方向相反時(shí),物體做勻減速直線運(yùn)動(dòng);旋轉(zhuǎn)后兩個(gè)力的合力與物體原來的運(yùn)動(dòng)的方向不共線時(shí),物體的運(yùn)動(dòng)軌跡為曲線,由于旋轉(zhuǎn)后合力不為零,則不能做勻速直線運(yùn)動(dòng),故B、C、D正確?！就卣估}】考查內(nèi)容:物體運(yùn)動(dòng)軌跡的判斷【典例示范】質(zhì)點(diǎn)在三個(gè)恒力F1、F2、F3的共同作用下保持平衡狀態(tài),若突然撤去F1,則質(zhì)點(diǎn) (

)A.一定做勻變速運(yùn)動(dòng)B.一定做直線運(yùn)動(dòng)C.一定做非勻變速運(yùn)動(dòng) D.一定做曲線運(yùn)動(dòng)【正確解答】選A。物體受到三個(gè)共點(diǎn)的恒力作用而處于平衡狀態(tài),當(dāng)撤去恒力F1時(shí),物體的合力與F1大小相等、方向相反,說明物體受到的合力恒定不變,加速度不變,物體做勻變速運(yùn)動(dòng);在撤去F1之前,質(zhì)點(diǎn)保持平衡,有兩種可能:一是質(zhì)點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài),則撤去F1之后,它一定做勻變速直線運(yùn)動(dòng);二是質(zhì)點(diǎn)處于勻速直線運(yùn)動(dòng)狀態(tài),則撤去F1之后,質(zhì)點(diǎn)可能做直線運(yùn)動(dòng)(條件是F1的方向和速度方向在一條直線上),也可能做曲線運(yùn)動(dòng)(條件是F1的方向和速度方向不在一條直線上),故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。【課堂回眸】生活中的圓周運(yùn)動(dòng)

核心素養(yǎng)目標(biāo)物理觀念失重現(xiàn)象、離心現(xiàn)象和物體做離心運(yùn)動(dòng)的條件?？茖W(xué)思維1.通過觀察模型了解火車車輪的特點(diǎn)，會(huì)分析火車轉(zhuǎn)彎時(shí)向心力的來源。2.通過對(duì)向心力公式的推導(dǎo)分析汽車過拱形橋和凹形路面的最低點(diǎn)時(shí)的受力、理解航天器中的失重現(xiàn)象?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任分析生產(chǎn)、生活和航天科技中的圓周運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用概念、規(guī)律解釋現(xiàn)象和解決問題的能力，增強(qiáng)責(zé)任心和使命感。知識(shí)點(diǎn)一火車轉(zhuǎn)彎[觀圖助學(xué)]

火車轉(zhuǎn)彎時(shí)外軌與內(nèi)軌的高度一樣嗎？火車轉(zhuǎn)彎的向心力來源是什么？火車的車輪設(shè)計(jì)有什么特點(diǎn)？1.火車在彎道上的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)實(shí)際是在做____________，因而具有_______加速度，由于其質(zhì)量巨大，需要很大的向心力。2.向心力的來源 (1)如果鐵路彎道的內(nèi)外軌一樣高，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，外側(cè)車輪的輪緣擠壓外軌，使外軌發(fā)生______________，外軌對(duì)輪緣的________是火車轉(zhuǎn)彎所需__________的主要來源(如圖所示)。圓周運(yùn)動(dòng)向心彈性形變彈力向心力(2)如果在彎道處使外軌略高于內(nèi)軌(如圖所示)，火車轉(zhuǎn)彎時(shí)鐵軌對(duì)火車的支持力FN的方向不再是_________的，而是斜向_______的內(nèi)側(cè)，它與重力G的合力指向圓心，為火車轉(zhuǎn)彎提供了一部分向心力。適當(dāng)選擇內(nèi)外軌的_________差，使轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力幾乎完全由重力G和支持力FN的________來提供。豎直彎道高度合力[思考判斷] (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)的向心力一定是重力與鐵軌支持力的合力提供的。() (3)火車通過彎道時(shí)必須按規(guī)定速度行駛。()火車車輪的特點(diǎn)火車的車輪有凸出的輪緣，火車在鐵軌上運(yùn)行時(shí)，車輪與鐵軌有水平與豎直兩個(gè)接觸面，這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要是避免火車運(yùn)行時(shí)脫軌，如圖所示?！痢痢讨R(shí)點(diǎn)二汽車過拱形橋[觀圖助學(xué)]同一輛汽車先后經(jīng)過凹形區(qū)域和凸形區(qū)域，在哪一區(qū)域汽車對(duì)地面的壓力更大？汽車過拱形橋與凹形路面的比較G－FNFN－G越小越大[思考判斷] (1)汽車駛過拱形橋最高點(diǎn)，對(duì)橋的壓力可能等于零。() (2)汽車過拱形橋或凹形路面時(shí)，向心加速度的方向都是豎直向上的。() (3)汽車駛過凹形路面最低點(diǎn)時(shí)，對(duì)路面的壓力一定大于重力。()拱形橋

凹形路面√×√知識(shí)點(diǎn)三航天器中的失重現(xiàn)象mg－FN完全失重[思考判斷] (1)繞地球運(yùn)動(dòng)的航天器中的物體因擺脫了地球引力而漂浮起來。() (2)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)。()×√知識(shí)點(diǎn)四離心運(yùn)動(dòng)[觀圖助學(xué)](1)摩托車賽車過彎道時(shí)為什么向內(nèi)側(cè)傾斜？車速過快容易向哪一側(cè)甩出去？(2)滑雪運(yùn)動(dòng)員過彎道時(shí)為什么向內(nèi)側(cè)傾斜？更容易向哪一側(cè)甩出去？(3)在游樂園里玩“魔盤”游戲的人，為什么會(huì)被拋到盤的邊緣地帶？1.定義：物體沿切線飛出或做_______________圓心的運(yùn)動(dòng)。2.原因：向心力突然消失或合力不足以提供______________。3.應(yīng)用：洗衣機(jī)的______________，制作無縫鋼管、水泥管道、水泥電線桿等。[思考判斷] (1)做離心運(yùn)動(dòng)的物體沿半徑方向遠(yuǎn)離圓心。() (2)做圓周運(yùn)動(dòng)的物體突然失去向心力時(shí)沿切線方向遠(yuǎn)離圓心。() (3)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)。()逐漸遠(yuǎn)離所需的向心力脫水筒×√×在轉(zhuǎn)彎的地方，汽車的行駛速度不允許超過限定的值，以免因?yàn)殡x心運(yùn)動(dòng)造成交通事故被雨傘甩出的雨滴做離心運(yùn)動(dòng)核心要點(diǎn)一鐵路的彎道問題1.火車車輪的特點(diǎn)：火車的車輪有凸出的輪緣，火車在鐵軌上運(yùn)行時(shí)，車輪與鐵軌有水平與豎直兩個(gè)接觸面。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，主要是避免火車運(yùn)行時(shí)脫軌，如圖所示。2.圓周平面的特點(diǎn)：彎道處外軌高于內(nèi)軌，但火車在行駛過程中，重心高度不變，即火車的重心軌跡在同一水平面內(nèi)，火車的向心加速度和向心力均沿水平面指向圓心。3.向心力的來源分析：火車速度合適時(shí)，火車受重力和支持力作用，火車轉(zhuǎn)彎所需的向心力完全由重力和支持力的合力提供，合力沿水平方向，大小F＝mgtanθ。5.軌道壓力分析 (1)當(dāng)火車行駛速度v等于規(guī)定速度v0時(shí)，所需向心力僅由重力和彈力的合力提供，此時(shí)火車對(duì)內(nèi)、外軌道無擠壓作用。 (2)當(dāng)火車行駛速度v與規(guī)定速度v0不相等時(shí)，火車所需向心力不再僅由重力和彈力的合力提供，此時(shí)內(nèi)、外軌道對(duì)火車輪緣有擠壓作用，具體情況如下：

①當(dāng)火車行駛速度v>v0時(shí)，外軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力。 ②當(dāng)火車行駛速度v<v0時(shí)，內(nèi)軌道對(duì)輪緣有側(cè)壓力。[試題案例][例1]

(多選)火車轉(zhuǎn)彎可近似看成是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)火車以

通過時(shí)，內(nèi)、外軌道均不受側(cè)向擠壓，如圖?，F(xiàn)要降低火車轉(zhuǎn)彎時(shí)的

，需對(duì)鐵路進(jìn)行改造，從理論上講以下措施可行的是(

)火車以規(guī)定速度通過彎道時(shí)，火車的重力和支持力的合力提供向心力。

規(guī)定速度規(guī)定速度A.減小內(nèi)、外軌的高度差 B.增加內(nèi)、外軌的高度差C.減小彎道半徑 D.增大彎道半徑解析當(dāng)火車以規(guī)定速度通過彎道時(shí)，火車的重力和支持力的合力提供向心力，如圖所示：答案AC【誤區(qū)警示】

火車轉(zhuǎn)彎問題的兩點(diǎn)注意(1)合外力的方向：火車轉(zhuǎn)彎時(shí)，火車所受合外力沿水平方向指向圓心，而不是沿軌道斜面向下。因?yàn)榛疖囖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。速率過大時(shí)，由重力、支持力及外軌對(duì)輪緣的彈力的合力提供向心力；速率過小時(shí)，由重力、支持力及內(nèi)軌對(duì)輪緣的彈力的合力提供向心力。解析列車轉(zhuǎn)彎時(shí)實(shí)際是在做圓周運(yùn)動(dòng)，若內(nèi)軌和外軌一樣高，則列車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由外軌對(duì)輪緣的彈力提供，但由于列車質(zhì)量太大，輪緣與外軌間的彈力太大，鐵軌與車輪極易受損，可能造成翻車事故；若轉(zhuǎn)彎處內(nèi)軌高于外軌，列車在轉(zhuǎn)彎時(shí)由于自身重力和離心的原因有向外傾倒的可能；若轉(zhuǎn)彎處外軌比內(nèi)軌略高，此時(shí)列車轉(zhuǎn)彎所需的向心力可由列車的重力和鐵軌的支持力的合力提供，選項(xiàng)C正確。答案C[針對(duì)訓(xùn)練1]

關(guān)于鐵路轉(zhuǎn)彎處內(nèi)軌和外軌間的高度關(guān)系，下列說法中正確的是(

) A.內(nèi)軌和外軌一樣高，以防列車傾倒 B.因?yàn)榱熊囋谵D(zhuǎn)彎處有向內(nèi)傾倒的可能，故一般使內(nèi)軌高于外軌，以防列車傾倒 C.外軌比內(nèi)軌略高，這樣可以使列車順利轉(zhuǎn)彎，減少車輪與鐵軌間的擠壓 D.以上說法都不對(duì)核心要點(diǎn)二汽車過拱橋的分析[問題探究] (1)用兩根鐵絲彎成如圖所示的凹凸橋。把一個(gè)小球放在凹橋底部A，調(diào)節(jié)兩軌間的距離，使球剛好不掉下去，但稍加一點(diǎn)壓力，球就會(huì)撐開兩軌下落。讓球從斜軌滾下，當(dāng)球經(jīng)過凹橋底部時(shí)，你看到了什么？ (2)把凹橋下的搭鉤扣上，并讓小球在凸橋頂端B靜止放置時(shí)，剛好能撐開兩軌下落。然后，讓小球再從斜軌滾下，當(dāng)球經(jīng)過凸橋頂端時(shí)，你又看到了什么？凹凸橋?qū)嶒?yàn)裝置答案(1)球經(jīng)過凹橋底部時(shí)，從兩軌間掉了下來，對(duì)軌道的壓力大于小球的重力。(2)經(jīng)過凸橋頂端時(shí)，沒有掉下來，對(duì)軌道的壓力小于小球的重力。[探究歸納]1.汽車駛至凹形橋面的底部時(shí)，合力向上，加速度向上，處于超重，此時(shí)車對(duì)橋面的壓力最大；汽車駛至凸形橋面的頂部時(shí)，合力向下，加速度向下，處于失重，此時(shí)車對(duì)橋面的壓力最小。[試題案例][例2]

如圖所示，橋面為圓弧形的立交橋AB，橫跨在水平路面上，長為L＝160m，橋高h(yuǎn)＝35m?？梢哉J(rèn)為橋的兩端A、B與水平路面的連接處是平滑的，一輛質(zhì)量m＝2.0t的小轎車，駛過半徑R＝90m的一段

，重力加速度g＝10m/s2，則：圓弧形橋面隱含：小轎車做圓周運(yùn)動(dòng)。(1)若橋面為凸形，轎車以v1＝10m/s的速度通過橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面壓力是多大？(2)若轎車通過凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，對(duì)

，則速度v2是多大？(3)若轎車

，求轎車到達(dá)水平路面時(shí)速度的大小及其方向與水平方向夾角的余弦值。隱含：在軌道的最高點(diǎn)只有重力提供向心力。橋面剛好沒有壓力隱含：轎車通過頂點(diǎn)后將做平拋運(yùn)動(dòng)。以問題(2)中的速度v2通過凸形橋面頂點(diǎn)答案(1)1.78×104N

(2)30m/s

(3)40m/s

0.75[針對(duì)訓(xùn)練2]

如圖所示，一質(zhì)量為m的汽車，以某一速度通過凸形路面的最高處時(shí)對(duì)路面的壓力為F1，通過凹形路面最低處時(shí)對(duì)路面的壓力為F2，則(

)A.F1＝mg B.F1＜mg

C.F2＝mg D.F2＜mg解析汽車過凸形路面的最高點(diǎn)時(shí)，設(shè)速度為v，半徑為r，豎直方向上合力提供向心力，由牛頓第二定律得得F1′＜mg，得F2′＞mg，根據(jù)牛頓第三定律得F2＝F2′＞mg，故選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤。答案B[針對(duì)訓(xùn)練3]

一輛運(yùn)輸西瓜的小汽車(可視為質(zhì)點(diǎn))，以大小為v的速度經(jīng)過一座半徑為R的拱形橋。在橋的最高點(diǎn)，其中一個(gè)質(zhì)量為m的西瓜A(位置如圖所示)受到周圍的西瓜對(duì)它的作用力的大小為(

)答案C核心要點(diǎn)三離心運(yùn)動(dòng)[問題探究]

公路拐彎處都設(shè)置比平直公路更低的限速，賽車場設(shè)計(jì)的車道外高內(nèi)低，請(qǐng)分析其中包含的物理原理？[探究歸納]

1.離心運(yùn)動(dòng)的實(shí)質(zhì)：離心運(yùn)動(dòng)是物體逐漸遠(yuǎn)離圓心的一種物理現(xiàn)象，它的本質(zhì)是物體慣性的表現(xiàn)。做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，總是有沿著圓周切線方向飛出去的傾向，之所以沒有飛出去，是因?yàn)橄蛐牧Φ淖饔谩?.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外力不能提供足夠大的向心力。[試題案例][例3]

如圖所