专题6.4 生活中的圆周运动（讲）-2021-2022学年高一物理同步讲练测（人教版2019必修第二册）（解析版）

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专题 6.4 生活中的圆周运动（讲）
一、讲目标
1．知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动
的物体所受的向心力。会在具体问题中分析向心力的来源。
2．能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。
3．知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体
在特殊点的向心力和向心加速度。
4．通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决
问题的能力
二、讲核心素养
核心知识
1.知道如果一个力或几个力的合力的效果是使物体产生向心加速度，它就是圆周运动
的物体所受的向心力．会在具体问题中分析向心力的来源．
2. 能理解运用匀速圆周运动的规律分析和处理生产和生活中的具体实例。
3. 知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动，会求变速圆周运动中物体
在特殊点的向心力和向心加速度．曲线运动的速度方向。
核心能力
1. 通过对匀速圆周运动的实例分析，渗透理论联系实际的观点，提高学生分析和解决
问题的能力。
科学品质
1. 通过对几个实例的分析，使学生明确具体问题必须具体分析，理解物理与生活的联
系，学会用合理、科学的方法处理问题。
2.养成良好的思维表述习惯和科学的价值观
三、讲图片思维导图
四、讲考点和题型
【考点一】铁路的弯道
1．火车在弯道上的运动特点
火车在弯道上运动时实际上在做圆周运动，因而具有向心加速度，由于其质量巨
大，需要很大的向心力．
2．向心力的来源
(1)若转弯时内外轨一样高，则由外轨对轮缘的弹力提供向心力，这样，铁轨和车
轮极易受损．
(2)若内外轨有高度差，依据规定的行驶速度行驶，转弯时向心力几乎完全由重力
G和支持力 FN的合力提供．
3．转弯轨道受力与火车速度的关系
(1)若火车转弯时，火车所受支持力与重力的合力提供向心力，如图所示，有
mgtan θ＝m，则 v0＝，其中 R为弯道半径，θ为轨道平面与水平面的夹角(tan θ≈)，v0为
转弯处的规定速度．此时，内外轨道对火车均无侧向挤压作用．
(2)若火车行驶速度 v0＞，外轨对轮缘有侧压力．
(3)若火车行驶速度 v0＜，内轨对轮缘有侧压力．
4.解答火车转弯问题的两个关键
(1)合外力的方向：火车转弯时，火车所受合外力沿水平方向指向圆心，而不是沿
轨道斜面向下．因为，火车转弯的圆周平面是水平面，不是斜面，所以火车的向心力
即合外力应沿水平面指向圆心．
(2)规定速度：火车轨道转弯处的规定速率一旦确定则是唯一的，火车只有按规定的速
率转弯，内外轨才不受火车的挤压作用．速率过大时，由重力、支持力及外轨对轮缘
的挤压力的合力提供向心力；速率过小时，由重力、支持力及内轨对轮缘的挤压力的
合力提供向心力．
【例 1】．将火车在铁轨上转弯的过程近似看作水平面内的匀速圆周运动，下列说法正确
的是（　　）
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