圆周运动的实例分析1

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1、新县高中高一年级物理学科导学案(10)编题人：伍芳审题人：孙小生时间：学生姓名：§5.7生活中的圆周运动（一）【回顾上节知识】1、描述匀速圆周运动的各个物理量之间的关系：；2、向心加速度的表达式：；3、向心力的表达式：。【教学目标】1、能在具体问题中分析向心力的来源2、知道向心力和向心加速度公式也适用于非匀速圆周运动【教学重点、难点】分析处理实际的圆周运动问题【新课讲解】1．研究匀速圆周运动问题的思路和方法（1）正确的受力分析；（2）确定做匀速圆周运动的物体的轨道平面，特别注意圆周运动的圆心位置，确定加速度的方向；（3）建立直角坐标系，轴沿半径指向圆心，轴沿切线方

2、向；（4）由牛顿运动定律列出方程，轴上的合力充当向心力，轴上的合力为零。即：，。2．汽车转弯与转盘上物体的圆周运动静摩擦力提供向心力，即：。3．对火车转弯的分析火车在平直轨道上匀速行驶时，所受的合力等于。当火车转弯时，是由和的挤压产生的外轨对轮缘的弹力提供向心力，由于火车质量很大，故轮缘和外轨间的相互作用力很大，易损害铁轨。实际的弯道处的情况，如图：A．外轨略于内轨；B．此时火车的支持力FN的方向不再是竖直的，而是斜向弯道的侧；C．使转弯处内外轨保持适当的高度差，从而使火车转弯时所需的向心力由和的合力来提供。设车轨间距为，两轨高度差为，转弯半径为，火车质量为，试推

3、导火车的车速：由于铁轨建成后，、、各量是确定的，故火车转弯时的车速应是一个定值。讨论：（1）当火车转弯时行驶速率v=（为转弯半径，为铁轨间距离），车轮对外轨和内轨都压力作用；（2）当火车转弯时行驶速率v=时，车轮对轨道有侧压力作用；（3）当火车转弯时行驶速率v=时，车轮对轨道有侧压力作用。4．汽车过弧形桥汽车通过凸桥最高点或凹桥最低点时，重力和支持力的合力提供圆周运动的向心力。（1）汽车过凸形桥（2）汽车过凹形桥【例题讲解】题型一：拱形桥问题【例题1】汽车质量为kg，以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面，桥面圆弧半径都为15m，如果桥面承受的最大压力不得超过，汽

4、车允许的最大速率是多少？汽车以此速率驶过桥面的最小压力是多少？【课堂训练】游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20m/s2，取10m/s2，那么在到达此位置时座椅对游客的作用力相当于游客重力的（）A．1倍B．2倍C．3倍D．4倍题型二：车辆转弯问题【例题2】在高速公路的转弯处，路面造得内高外低，当车向右转弯时，司机左侧的路面比右侧要略高一些，设转弯的半径为，在车速为v的情况下，要使车子拐弯时沿倾角路面无上下滑动的趋势，路面与水平面的夹角应该为多大？【课堂训练】铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的，已知内外轨道对水平面倾角为θ，弯道处的圆弧半径为R，

5、若质量为m的火车以速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力作用，下面分析正确的是（）A．轨道半径R=B．v=C．若火车速度小于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向内D．若火车速度大于v时，外轨将受到侧压力作用，其方向平行轨道平面向外【课堂训练】1．关于在公路上行驶的汽车正常转弯时，下列说法中正确的是（　　）A．在内外侧等高的公路上转弯时的向心力由静摩擦力提供B．在内外侧等高的公路上转弯时的向心力由滑动摩擦力提供C．在内侧低、外侧高的公路上转弯时的向心力可能由重力和支持力的合力提供D．在内侧低、外侧高的公路上转弯时的向心力可能由重力、摩擦力和支持力的合

6、力提供2．质量为60kg的体操运动员，做“单臂大回环”，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。此过程中，运动员到达最低点时速度为2m/s，则此时手臂受的拉力约为（=10m/s2）（）A．600NB．2400NC．3000ND．3600N3．建造在公路上的桥梁大多是凸形桥，较少是水平桥，更没有凹形桥，其主要原因是（）A．为的是节省建筑材料，以减少建桥成本B．汽车以同样速度驶过凹形桥时对桥面的压力要比水平的或凸形桥压力大，故凹形桥易损坏C．可能是建造凹形桥技术特别困难D．无法确定4．在游乐场里玩“过天龙”游戏时，人和车的质量共为100kg，它们到达竖直圆轨

7、道的最高点时，速度为6m/s，过最低点时的速度为12m/s。如果圆形轨道的半径是3.6m，取10m∕s2，小车在最低点和最高点的压力分别是()A．4000N和1000NB．5000N和1000NC．5000N和2000ND．8654和05．在一段半径为R的圆孤形水平弯道上，已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的μ倍，则汽车拐弯时的安全速度是（）A．B．Ｃ．　Ｄ．【课后训练】1．如图所示，一个半径为R的大转盘在水平面内以圆心为轴顺时针匀速转动。一个射击运动员站在转盘边缘上的P点处，随转盘一起做匀速圆周运动，他想用手中的枪射出的子弹击中位于圆心处的目标。已知大

8、转盘转动的