《同步人教版高中物理必修二讲义》第章 生活中的圆周运动

3.0 envi 2025-02-17 15 4 1.58MB 10 页 3知币
侵权投诉
7．生活中的圆周运动
[学习目标]　1.[物理观念]知道具体问题中的向心力来源．(难点)　2.[科学
态度与责任]掌握分析、处理生产和生活中实例的方法．(重点、难点)　3.[科学
方法]掌握物体在变速圆周运动中特殊点的向心力、向心加速度的求法．(重点、
难点)
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
F N
的合力提供．
二、拱形桥
凸形桥和凹形桥的比较
汽车过凸形桥 汽车过凹形桥
受力分析
向心力 Fn＝mg － F N＝m Fn＝FN－ mg ＝m
对桥的压力 FN′＝mg － m FN′＝mg ＋ m
结论
汽车对桥的压力小于汽车
的重力，而且汽车速度越
大，对桥的压力越小
汽车对桥的压力大于汽车
的重力，而且汽车速度越
大，对桥的压力越大
三、航天器中的失重现象和离心运动
1．航天器在近地轨道的运动
(1)对航天器，在近地轨道可认为地球的万有引力等于其重力，重力充当向
1
心力，满足的关系为 Mg＝.
(2)对航天员，由重力和座椅的支持力提供向心力，满足的关系为 mg － F N
＝，由以上两式可得 FN＝0，航天员处于完全失重状态，对座椅压力为零．
(3)航天器内的任何物体之间均没有压力．
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．
3．离心运动
(1)定义：物体沿切线飞出或做逐渐远离圆心的运动．
(2)原因：向心力突然消失或外力不足以提供所需向心力．
1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)火车弯道的半径很大，故火车转弯需要的向心力很小． (×)
(2)火车转弯时的向心力是车轨与车轮间的挤压提供的． (×)
(3)汽车驶过凹形桥低点时，对桥的压力一定大于重力． (√)
(4)绕地球做匀速圆周运动的航天器中的宇航员及所有物体均处于完全失重
状态． (√)
(5)做离心运动的物体沿半径方向远离圆心． (×)
2．关于离心运动，下列说法不正确的是(　　)
A．做匀速圆周运动的物体，向心力的数值发生变化可能将做离心运动
B．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时将做近心运
动
C．物体不受外力，可能做匀速圆周运动
D．做匀速圆周运动的物体，在外界提供的力消失或变小将做离心运动
C　[当合力大于需要的向心力时，物体要做向心运动，合力小于所需要的
向心力时，物体要做离心运动，所以向心力的数值发生变化也可能做向心运动
或离心运动，故 A、B正确；物体不受外力时，将处于平衡状态，处于匀速或
静止状态，不可能做匀速圆周运动，故 C错误；做匀速圆周运动的物体，在外
界提供的力消失或变小时物体就要远离圆心，此时物体做的就是离心运动，故
D正确．]
3．如图所示，质量相等的汽车甲和汽车乙，以相等的速率沿同一水平弯道
做匀速圆周运动，汽车甲在汽车乙的外侧，两车沿半径方向受到的摩擦力分别
为f甲和f乙．以下说法正确的是(　　)
2
A．f甲小于 f乙
B．f甲等于 f乙
C．f甲大于 f乙
D．f甲和f乙的大小均与汽车速率无关
A　[汽车在水平面内做匀速圆周运动，摩擦力提供做匀速圆周运动的向心
力，即 f＝F向＝m，由于 r甲＞r乙，则 f甲＜f乙，选项 A正确．]
　火车转弯问题
1．转弯轨道特点
(1)火车转弯时重心高度不变，轨道是圆弧，轨道圆面在水平面内．
(2)转弯轨道外高内低，这样设计是使火车受到的支持力向内侧发生倾斜，
以提供做圆周运动的向心力．
2．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充当向心力，则 mgtan θ
＝m，如图所示，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．
【例 1】　有一列重为 100 t 的火车，以 72 km/h 的速率匀速通过一个内外
轨一样高的弯道，轨道半径为 400 m．(g取10 m/s2)
(1)试计算铁轨受到的侧压力大小；
(2)若要使火车以此速率通过弯道，且使铁轨受到的侧压力为零，我们可以
3
《同步人教版高中物理必修二讲义》第章 生活中的圆周运动.doc

共10页,预览3页

还剩页未读， 继续阅读

相关推荐

更多
立即下载
作者：envi 分类：高中 价格：3知币 属性：10 页 大小：1.58MB 格式：DOC 时间：2025-02-17

开通VIP享超值会员特权

  • 多端同步记录
  • 高速下载文档
  • 免费文档工具
  • 分享文档赚钱
  • 每日登录抽奖
  • 优质衍生服务

作者详情

相关内容

更多

推荐作者

热门标签

大联考 高考地理 英语真题 听力 语法填空 石家庄 数学竞赛 读后续写 英语阅读 深圳中学
/ 10
评分 收藏
分享
立即下载
客服
关注