高中物理人教版第五章曲線運(yùn)動(dòng)生活中的圓周運(yùn)動(dòng) 優(yōu)秀

§生活中的圓周運(yùn)動(dòng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道如果一個(gè)力或幾個(gè)力的合力的效果是使物體產(chǎn)生向心加速度，它就是圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的向心力．會(huì)在具體問(wèn)題中分析向心力的來(lái)源．2．能理解運(yùn)用勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律分析和處理生產(chǎn)和生活中的具體實(shí)例．3．知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運(yùn)動(dòng)，會(huì)求變速圓周運(yùn)動(dòng)中物體在特殊點(diǎn)的向心力和向心加速度．【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】1．理解向心力是一種效果力．2．在具體問(wèn)題中能找到是誰(shuí)提供向心力的，并結(jié)合牛頓運(yùn)動(dòng)定律求解有關(guān)問(wèn)題【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】1．具體問(wèn)題中向心力的來(lái)源．2．關(guān)于對(duì)臨界問(wèn)題的討論和分析．3．對(duì)變速圓周運(yùn)動(dòng)的理解和處理．【學(xué)習(xí)過(guò)程】1．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體所受的合外力總是指向，所以叫，它是根據(jù)力的______來(lái)命名的，向心力公式：。2．向心力總是指向圓心，而線速度沿圓的切線方向，故向心力始終與線速度垂直，所以向心力的作用效果只是改變物體線速度的而不改變線速度的。3．向心力產(chǎn)生的加速度也總是指向，叫，公式：a===。例1一輛質(zhì)量m=的小轎車，駛過(guò)半徑R=90m的一段凸形圓弧形橋面，重力加速度g=10m／s2．求：(1)汽車以l0m／s的速度通過(guò)橋面最高點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面壓力是多大?(2)汽車以多大速度通過(guò)凸形橋面頂點(diǎn)時(shí)，對(duì)橋面剛好沒(méi)有壓力汽車轉(zhuǎn)彎在水平公路上行駛的汽車，轉(zhuǎn)彎時(shí)所需的向心力，是由車輪與路面間的靜摩擦力f提供的，即，因?yàn)殪o摩擦力f最大不能超過(guò)最大摩擦力，故要求車子轉(zhuǎn)彎時(shí)，車速不能太大和轉(zhuǎn)彎半徑不能太小。思考在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低是什么原因？例2在高速公路的拐彎處，路面造得外高內(nèi)低，即當(dāng)車向右拐彎時(shí)，司機(jī)左側(cè)的路面比右側(cè)的高一些.路面與水平面間的夾角為θ，設(shè)拐彎路段是半徑為R的圓弧，要使車速為v時(shí)車輪與路面之間的橫向(即垂直于前進(jìn)方向)摩擦力等于零，θ應(yīng)等于（）A．a(chǎn)rcsin B．a(chǎn)rctanC．a(chǎn)rcsin D．a(chǎn)rccot4．航天器中的失重現(xiàn)象飛船環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)飛船距地面高度為一二百千米時(shí)，它的軌道半徑近似等于地球半徑R，航天員受到的地球引力近似等于他在地面測(cè)得的體重mg。除了地球引力外，航天員還可能受到飛船座艙對(duì)他的支持力FN，引力與支持力的合力為他提供了繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力F=，即mg－FN=也就是FN=m（g－）5．離心運(yùn)動(dòng)⑴定義：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，在所受合力突然消失或者不足以提供圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力情況下，就做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)叫做離心運(yùn)動(dòng)。⑵本質(zhì)：離心現(xiàn)象是物體慣性的表現(xiàn)。例3用長(zhǎng)L=m的繩系著裝有m=kg水的小桶，在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，成為“水流星”。求：（1）最高點(diǎn)水不流出的最小速度為多少？（2）若過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度為3m/s，此時(shí)水對(duì)桶底的壓力多大？【鞏固練習(xí)】（第1（第1題）A．a(chǎn)處 B．b處C．c處 D．d處2．一汽車通過(guò)拱形橋頂點(diǎn)時(shí)速度為10m/s，車對(duì)橋頂?shù)膲毫檐囍氐模绻蛊囋跇蝽攲?duì)橋面沒(méi)有壓力，車速至少為（）A．15m/s B．20m/sC．25m/s D．30m/s3．在水平鐵路轉(zhuǎn)彎處，往往使外軌略高于內(nèi)軌，這是為了（）A．減輕火車輪子擠壓外軌B．減輕火車輪子擠壓內(nèi)軌C．使火車車身傾斜，利用重力和支持力的合力提供轉(zhuǎn)彎所需向心力D．限制火車向外脫軌4．鐵路轉(zhuǎn)彎處的圓弧半徑為R，內(nèi)側(cè)和外側(cè)的高度差為h，L為兩軌間的距離，且L>h，如果列車轉(zhuǎn)彎速率大于，則（）A．外側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓B．鐵軌與輪緣間無(wú)擠壓C．內(nèi)側(cè)鐵軌與輪緣間產(chǎn)生擠壓D．內(nèi)外鐵軌與輪緣間均有擠壓5．有一種大型游戲器械，它是一個(gè)圓筒形大容器，筒壁豎直，游客進(jìn)入容器后靠筒壁站立，當(dāng)圓筒開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速加快到一定程度時(shí)，突然地板塌落，游客發(fā)現(xiàn)自己沒(méi)有落下去，這是因?yàn)锳．游客受到的筒壁的作用力垂直于筒壁（）B．游客處于失重狀態(tài)C．游客受到的摩擦力等于重力D．游客隨著轉(zhuǎn)速的增大有沿壁向上滑動(dòng)的趨勢(shì)6．質(zhì)量為m的小球，用一條繩子系在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為v，到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速變?yōu)?，則兩位置處繩子所受的張力之差是（）A．6mg B．5mgC．4mg D．2mg7．汽車在水平地面上轉(zhuǎn)彎時(shí)，地面的摩擦力達(dá)到最大，當(dāng)汽車速率增為原來(lái)的2倍時(shí)，則汽車拐彎的半徑必須（）A．減為原來(lái)的1/2倍B．減為原來(lái)的1/4倍C．增為原來(lái)的2倍D．增為原來(lái)的4倍8．雜技演員在表演水流星節(jié)目時(shí)，盛水的杯子在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)杯子到最高點(diǎn)時(shí)，里面水也不流出來(lái)，這是因?yàn)?)A．水處于失重狀態(tài)，不受重力的作用了B．水受平衡力作用，合力為0C．水受的合力提供向心力，使水做圓周運(yùn)動(dòng)D．杯子特殊，杯底對(duì)水有吸力（第9題）9．長(zhǎng)L=m、質(zhì)量可忽略的桿，其一端固定于O點(diǎn)，另一端連有質(zhì)量m=2kg的小球，它繞（第9題）（1）當(dāng)v=1m/s時(shí)，大小為N，是力（2）當(dāng)v=4m/s時(shí)，大小為N，是力（第10題）10．如圖所示，汽車在傾斜的彎道上拐彎，彎道的傾角為θ，半徑為r（第10題）【課后反思】

【當(dāng)堂檢測(cè)】1．汽車以—定速率通過(guò)拱橋時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A．在最高點(diǎn)汽車對(duì)橋的壓力大于汽車的重力B．在最高點(diǎn)汽車對(duì)橋的壓力等于汽車的重力C．在最高點(diǎn)汽車對(duì)橋的壓力小于汽車的重力D．汽車以恒定的速率過(guò)橋時(shí)，汽車所受的合力為零2．乘坐游樂(lè)園的翻滾過(guò)山車時(shí)，質(zhì)量為m的人隨車在豎直平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．車在最高點(diǎn)時(shí)人處于倒坐狀態(tài)，全靠保險(xiǎn)帶拉住，沒(méi)有保險(xiǎn)帶，人就會(huì)掉下來(lái)B．人在最高點(diǎn)時(shí)對(duì)座仍可能產(chǎn)生壓力，但壓力一定小于mgC．人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力等于mgD．人在最低點(diǎn)時(shí)對(duì)座位的壓力大于mg3．把盛水的水桶拴在長(zhǎng)為L(zhǎng)的繩子一端，使水桶在豎直平面做圓周運(yùn)動(dòng)，要使水在水桶轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)時(shí)不從水桶里流出來(lái)，這時(shí)水桶的線速度至少應(yīng)該是( ) 4．如圖所示，用長(zhǎng)為l的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法中正確的是( )A．小球在圓周最高點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力B．小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可能為零C．若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，則其在最高點(diǎn)的速率為D．小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球重力5．一輕桿一端固定一質(zhì)量為M的小球，以另—端為軸在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。小球運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，關(guān)于小球受力，下列說(shuō)法中正確的是()A．輕桿對(duì)小球的作用力不可能向下B．輕桿對(duì)小球的作用力不可能為零C．輕桿對(duì)小球的作用力和小球重力的合力提供向心力D．小球所受的向心力不可能為零6．在摩托車沿水平圓形彎道勻速轉(zhuǎn)彎時(shí)，人和車應(yīng)向彎道的側(cè)傾斜，人和車這時(shí)受到__________、___________、_