高考物理一輪復習學案生活中的圓周運動復習汽車轉(zhuǎn)彎火車轉(zhuǎn)彎(三)

生活中的圓周運動復習(三)水平圓周運動類型四、水平路面轉(zhuǎn)彎模型(1)向心力來源：來自輪胎與路面之間的側(cè)向摩擦力。(2).最大平安轉(zhuǎn)彎速度vm最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力，依據(jù)μmg=mvm2/r，得。(3).當速度小于vm時：側(cè)向靜摩擦力供應向心力，f=mvm2/r。例題1：一質(zhì)量為2.0×103kg的汽車在水平大路上行駛，路面對輪胎的最大靜摩擦力為1.6×104N，當汽車經(jīng)過半徑為100m的彎道時，取g=10m/s2。以下推斷正確的選項是〔〕A．汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力B．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時所需的向心力為8×104NC．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為30m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑2解析：A．汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力，故A錯誤；B．依據(jù)牛頓其次定律，汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時所需的向心力故B錯誤；C．汽車轉(zhuǎn)彎的速度為30m/s時所需的向心力為＞所以當汽車轉(zhuǎn)彎的速度為30m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑，故C正確；D．汽車能平安轉(zhuǎn)彎的向心加速度最大為解得2，故D錯誤。練習題：1.某賽車經(jīng)過圓弧形彎道減速時的情境如下圖，有關(guān)該賽車的受力與運動性質(zhì)的分析，以下說法正確的選項是〔〕A．賽車做勻變速曲線運動B．賽車運動過程中受到重力、支持力、摩擦力和向心力的作用C．賽車受到的合力方向與速度方向不共線D．賽車受到的摩擦力方向與速度方向相反2．港珠澳大橋總長約55km，是世界上總體跨度最長、鋼結(jié)構(gòu)橋體最長、海底沉管隧道最長的路海大橋。如下圖，該路段是港珠澳大橋的一段半徑R=150m的圓弧形彎道，總質(zhì)量m=1500kg的汽車通過該圓弧形彎道時以速度v=72km/h做勻速圓周運動〔汽車可視為質(zhì)點，路面視為水平且不考慮車道的寬度〕。路面與汽車輪胎間的徑向最大靜摩擦力為汽車所受重力的，取重力加速度大小g=10m/s2，那么〔〕A．汽車過該彎道時受到重力、支持力、摩擦力和向心力B．汽車過該彎道時所受徑向靜摩擦力大小為4000NC．汽車過該彎道時的向心加速度大小為3m/s2D．汽車能平安通過該彎道的最大速度為40m/s類型五、火車轉(zhuǎn)彎模型特殊留意：轉(zhuǎn)彎的向心力是水平的特殊留意：轉(zhuǎn)彎的向心力是水平的在傾斜軌道上轉(zhuǎn)彎：供需平衡：①設(shè)計時速v：：。由于θ角很小，所以②假設(shè)火車經(jīng)過彎道時的速度，外軌將受到擠壓。③假設(shè)火車經(jīng)過彎道時的速度，內(nèi)軌將受到擠壓。例題1：如下圖，在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌，當火車以規(guī)定的行駛速度v轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的側(cè)向擠壓?；疖囐|(zhì)量為m，軌道平面與水平面夾角為θ，重力加速度為g。在火車轉(zhuǎn)彎的過程中，以下說法正確的選項是〔〕A．火車受重力、支持力和向心力B．該彎道的半徑C．鐵軌對火車的支持力等于D．當火車速率大于v時，內(nèi)軌將受到輪緣的側(cè)向擠壓解析：A．火車轉(zhuǎn)彎時，由于內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的側(cè)向擠壓，那么可知轉(zhuǎn)彎過程中火車受到重力和支持力兩個力的作用，而重力和支持力的合力供應火車轉(zhuǎn)彎時的向心力，故A錯誤；BC．火車的受力分析如下圖由牛頓其次定律可得解得鐵軌對火車的支持力為故B錯誤，C正確；D．當火車速率大于v時，火車有向外運動的趨勢，此時外軌將受到輪緣的側(cè)向擠壓，故D錯誤。練習題：1．鷹在高空中回旋時，垂直于翼面的升力和其重力的合力供應向心力，如下圖，當翼面與水平面成θ=37°并以速率勻速水平回旋時的半徑為30m，重力加速度g=10m/s2，那么v大小為〔〕D．2．在俄烏戰(zhàn)斗中，無人機發(fā)揮了重要作用。如圖是某固定翼無人機在目標上空高度為h的水平面內(nèi)回旋，做勻速圓周運動，測得與目標的距離為s，無人機質(zhì)量為m，巡航速度為v，所在地重力加速度為g。以下說法正確的選項是〔〕A．無人機圓周運動的周期為B．無人機勻速圓周運動過程中，豎直面內(nèi)受重力、升力和向心力作用C．無人機獲得的升力大小等于mgD．機翼與水平面的夾角θ滿意關(guān)系式：3．在高速大路的拐彎處，通常路面都是外高內(nèi)低。如下圖，在某路段汽車向左拐彎，司機左側(cè)的路面比右側(cè)的路面低一些。汽車的運動可看作是做半徑為R的圓周運動。設(shè)內(nèi)外路面高度差為h，路基的水平寬度為d，路面的寬度為L。重力加速度為g。要使車輪與路面之間的橫向摩擦力〔即垂直于前進方向〕等于零，那么汽車轉(zhuǎn)彎時的車速應等于〔〕B．C．D．4．如下圖，關(guān)于火車轉(zhuǎn)彎，以下說法錯誤的選項是〔〕A．可看作水平面上的圓周運動B．利用重力和支持力的合力供應向心力C．火車假設(shè)要降速行駛，彎道的坡度要適當?shù)慕档虳．火車轉(zhuǎn)彎速度過小時，對外側(cè)軌道有壓力5．在修筑鐵路時，彎道處的外軌會略高于內(nèi)軌．如下圖，當火車以規(guī)定的行駛速度轉(zhuǎn)彎時，內(nèi)、外軌均不會受到輪緣的擠壓，設(shè)此時的速度大小為v，重力加速度為g，兩軌所在面的傾角為θ，那么〔〕A．該彎道的半徑r＝B．當火車質(zhì)量轉(zhuǎn)變時，規(guī)定的行駛速度大小也隨之轉(zhuǎn)變C．當火車速率大于v時，內(nèi)軌將受到輪緣的擠壓D．當火車速率大于v時，外軌將受到輪緣的擠壓6．如下圖，當列車以恒定速率v通過一段半徑為R的水平圓弧形彎道時，乘客發(fā)覺在車廂頂部懸掛玩具小熊的細線與車廂側(cè)壁平行。此彎道路面的傾角為，不計空氣阻力，重力加速度為g，那么以下推斷正確的選項是〔〕A．B．C．假設(shè)列車轉(zhuǎn)彎時的速度大于v，內(nèi)軌道將受到車輪的擠壓D．假設(shè)列車轉(zhuǎn)彎時的速度小于v，懸掛玩具小熊的細線與豎直方向間的夾角小于7．高鐵技術(shù)迅猛開展，目前已經(jīng)修建好的成西高鐵，橫跨川陜兩省