高中物理生活中的圆周运动.doc

生活中的圆周运动 学习重点: 进一步掌握各种圆周运动中向心力的来源。 学习难点: 竖直平面内的圆周运动。 自主学习， 一、车辆转弯问题的研究 1．汽车转弯： 1 路面水平时转弯所需的向心力由________________力提供，若转弯半径为R，路面与车轮之间的最大静摩擦为车重的K倍，汽车转弯的最大速度为_____________。 2 高速公路的转弯处，公路的外沿设计的比内沿略高，若汽车以设计速度转弯时，汽车转弯的向心力由_______________力提供。 赛车道 2、火车转弯： 1 内外轨高度相同时，转弯所需的向心力由 压力 提供。 2 外轨高度高于内轨，火车按设计速度行驶时，火车转弯所需的向心力由__ ____提供。 二、其它水平面内的圆周运动分析 1．圆锥摆：如图所示，质量可忽略，长度为L的不可伸长的细线系着一个质量为m的小球在水平面内作匀速圆周运动，细线和小球的运动轨迹形成一个圆锥，故称为圆锥摆。试分析： 1 圆锥摆向心力为___________。 2 若摆线与竖直方向的夹角为θ，摆动的周期为___________ 三、汽车过拱桥问题研究： 1．汽车通过拱桥顶端时，向心力由_____________提供。 2．汽车通过拱桥顶端时，向心加速度方向____________，车对桥的压力____________车的重力,所以汽车处于_______ 填超重或失重 状态。 3．若桥面半径为R，要保证车不离开桥面，车行驶的最大速度不能超过________ 4．试分析汽车通过凹桥面的情况，并与上面的结论对比。 类同于秋千问题或单摆问题 四．竖直平面内圆周运动中的临界问题 演示：水流星 1、如上左图所示，没有支撑物的小球在竖直平面作圆周运动过最高点的情况 内轨道或绳连接 临界条件__________________ 能过最高点的速度条件______________， 2、如上右图所示，为有支撑物的小球在竖直平面做圆周运动过最高点的情况 杆连接 恰能过最高点的条件___________，此时杆对球的作用力为 当0 V 时，杆对小球__________， 当v 时，杆对小球的力为_______________ 针对训练 1．汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，则汽车拐弯的半径必须至少（ ） A．减为原来的1/2倍 B．减为原来的1/4倍 C．增为原来的2倍 D．增为原来的4倍 2．在水平铁路转弯处，往往使外轨略高于内轨，这是为了（ ） A．减轻火车轮子挤压外轨 B．减轻火车轮子挤压内轨 C．使火车车身倾斜，利用重力和支持力的合力提供转弯所需向心力 D．限制火车向外脱 3．汽车以—定速率通过拱桥时，下列说法中正确的是 A．在最高点汽车对桥的压力大于汽车的重力 B．在最高点汽车对桥的压力等于汽车的重力 C．在最高点汽车对桥的压力小于汽车的重力 D．汽车以恒定的速率过桥时，汽车所受的合力为零 4．一辆卡车在丘陵地匀速率行驶,地形如图所示，由于轮胎太旧，途中爆胎，爆胎可能性最大的地段应是（ ）（轮胎受外力过大会爆胎） A．a处 B．b处 C．c处 D．d处 5．一汽车通过拱形桥顶点时速度为10 m/s，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥顶对桥面没有压力，车速至少为（ ） A．15 m/s B．20 m/s C．25 m/s D．30 m/s 6．质量为m的小球，用一条长为R的绳子系着在竖直平面内做圆周运动，小球到达最高点时的速度为v，到达最低点时的速变为，则两位置处绳子所受的张力之差是（ ） A．6mg B．5mg C．4mg D．2mg 7．在半径为R的固定半球形碗内，有一质量为m的物体自碗边向碗底滑动，滑到最低点时速度为v，若物体与碗的动摩擦因数为μ，则物体在最低点受到的摩擦力大小是 8．杂技演员在表演水流星节目时，盛水的杯子在竖直平面内做圆周运动，当杯子到最高点时，里面水也不流出来，这是因为 A．水处于失重状态，不受重力的作用了 B．水受平衡力作用，合力为0 C．水受的合力提供向心力，使水做圆周运动 D．杯子特殊，杯底对水有吸力 9．质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道内侧运动，若经最高点不脱离轨道的临界速度为v，则当小球以2v速度经过最高点时，小球对轨道压力的大小为 A．0 B．mg C．3mg D．5mg 10．如图所示，用长为l的细绳拴着质量为m的小球在竖直平面内做圆周运动，则下列说法中正确的是 A．小球在圆周最高点时所受的向心力一定为重力 B．小球在最高点时绳子的拉力不可能为零 C．若小球刚好能在竖直平面内做圆周运动，则其在最高点的速率为 D．小球过最低点时绳子的拉力一定大于小球重力 11．长L 0.5 m、质量可忽略的