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时间:2019-09-22
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1、第七节生活中的圆周运动◆学习目标定位1复习上节课所学过的火车转弯2了解圆周运动在汽车过桥中的应用3会在具体问题中分析向心力的来源4掌握处理圆周运动综合题目的基本方法复习火车转弯在火车转弯处,让外轨高于内轨,如图所示,若行驶速度合适,转弯时所需的向心力可仅由重力和支持力的合力提供.(设车轨间距为L,两轨高度差为h)①当火车行驶速率v=v0时,火车对内外轨均无侧向压力.②当火车行驶速率v>v0时,外轨道对轮缘有侧向压力.③当火车行驶速率v<v0时,内轨道对轮缘有侧向压力.拱型桥问题分析a.平面桥G=mgFNv汽车做匀速运动得:FN=mg小车经过两种不
2、同形式的桥b.凸形桥c.凹形桥FNb.凸形桥:RG=mgV增大FN减小VFN=0当当时,汽车做平抛运动。FNRG=mgV由牛顿第二定律得:mg-FN=ma所以FN=mg-ma3、仍使用了匀速圆周运动的公式,原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。注意(2011河北学考题)如图所示,质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为20m.如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N,则:(1)汽车允许的最大速度是多少?(2)若以所求速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?(g取10m/s2)【答案】(1)10m/s(2)105N(2009安徽学考模拟题)飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看成一段圆弧,如图所示,飞机做俯冲拉起运动时,在最低点附近做半径为r=180m的圆周运4、动,如果飞行员质量m=70kg,飞机经过最低点P时的速度v=360km/h,则这时飞行员对座椅的压力是多少?(g取10m/s2)答案:4589N一辆质量m=2.0t的小轿车,驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2.求:(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?(2)若桥面为凸形,汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?解:(1)由向心力公式有:解得桥面的支持力大小为:根据牛顿第三定律,汽车对桥面最低点的压力大小5、是2.98×104N.(2)由向心力公式有:解得桥面的支持力大小为根据牛顿第三定律,汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为l.78×104N(3)重力G=mg是汽车驶过桥顶点时的向心力,即F向=mg。由向心力公式有解得:汽车以30m/s的速度通过桥面顶点时,对桥面刚好没有压力.汽车过桥问题:①分析步骤:确定研究对象;找出轨迹以及半径;分析汽车的受力情况;列方程。课堂小结②结论:汽车在凸形桥的最高点处于失重状态,在凹形桥的最低点处于超重状态。作业:同步导学P444、5题
3、仍使用了匀速圆周运动的公式,原因是向心力和向心加速度的公式对于变速圆周运动同样适用。注意(2011河北学考题)如图所示,质量m=2.0×104kg的汽车以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,两桥面的圆弧半径均为20m.如果桥面承受的压力不得超过3.0×105N,则:(1)汽车允许的最大速度是多少?(2)若以所求速度行驶,汽车对桥面的最小压力是多少?(g取10m/s2)【答案】(1)10m/s(2)105N(2009安徽学考模拟题)飞机由俯冲转为拉起的一段轨迹可看成一段圆弧,如图所示,飞机做俯冲拉起运动时,在最低点附近做半径为r=180m的圆周运
4、动,如果飞行员质量m=70kg,飞机经过最低点P时的速度v=360km/h,则这时飞行员对座椅的压力是多少?(g取10m/s2)答案:4589N一辆质量m=2.0t的小轿车,驶过半径R=90m的一段圆弧形桥面,重力加速度g=10m/s2.求:(1)若桥面为凹形,汽车以20m/s的速度通过桥面最低点时,对桥面压力是多大?(2)若桥面为凸形,汽车以10m/s的速度通过桥面最高点时,对桥面压力是多大?(3)汽车以多大速度通过凸形桥面顶点时,对桥面刚好没有压力?解:(1)由向心力公式有:解得桥面的支持力大小为:根据牛顿第三定律,汽车对桥面最低点的压力大小
5、是2.98×104N.(2)由向心力公式有:解得桥面的支持力大小为根据牛顿第三定律,汽车在桥的顶点时对桥面压力的大小为l.78×104N(3)重力G=mg是汽车驶过桥顶点时的向心力,即F向=mg。由向心力公式有解得:汽车以30m/s的速度通过桥面顶点时,对桥面刚好没有压力.汽车过桥问题:①分析步骤:确定研究对象;找出轨迹以及半径;分析汽车的受力情况;列方程。课堂小结②结论:汽车在凸形桥的最高点处于失重状态,在凹形桥的最低点处于超重状态。作业:同步导学P444、5题
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