高中物理全程学习方略配套课件：2.3圆周运动的案例分析（沪科版必修2）.ppt

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1、1.（2010·寿光高一检测）如图所示，飞机在飞行时，空气对飞机产生了一个向上的升力，如果飞机在一个半径为R的水平面内的轨道上匀速飞行，下列说法正确的是（）A.飞机的重力与升力合力为零B.飞机受到重力、升力、牵引力和空气阻力作用，其合力为零C.飞机受到重力、升力、牵引力、空气阻力和向心力作用D.飞机所受空气的升力沿斜向上方且偏向圆心一侧【解析】选D.飞机在竖直方向上受力平衡，水平方向上需要向心力，因此升力的竖直分力大小等于重力，水平分力提供向心力，即合力不能为零，故A、B、C错，D正确.2.如图所示，一汽车以一定的速度通过凸形桥的最高点，下列说法正确的是

2、（）A.汽车对桥的压力大于汽车的重力B.汽车对桥的压力小于汽车的重力C.汽车的速度越大，对桥的压力越小D.汽车的速度越大，对桥的压力越大【解析】选B、C.此时小车在竖直方向上受重力和支持力作用，由牛顿第二定律可得mg-N=N=mg-由牛顿第三定律支持力与压力等大，故压力小于重力，A错误，B正确；速度越大，压力越小，D错误，C正确.3.溜冰时,冰面对溜冰运动员的最大静摩擦力为运动员体重的k倍,运动员在冰面上做半径为R的匀速圆周运动,其安全速度为（）A.B.v≤C.v≤D.v≤【解析】选B.人沿圆弧溜冰时,受三个力作用,重力、支持力、静摩擦力,重力与支持力相

3、平衡,静摩擦力提供人做匀速圆周运动的向心力,由知,当R一定时,v越大,F越大,而静摩擦力提供向心力时,这个力不会无限增大,其最大值为最大静摩擦力,最大向心力对应的线速度就是安全速度临界值，因为kmg=所以vm=故v≤选B.4.质量为25kg的小孩坐在秋千板上，秋千板离拴绳的横梁2.5m.如果秋千板摆动经过最低点的速度为3m/s，这时秋千板所受的压力是多大？（取g=10m/s2）【解析】在最低点对小孩由牛顿第二定律得：FN-mg=解得FN=mg+=（25×10+25×）N＝340N，根据牛顿第三定律，这时秋千板所受的压力是340N.答案：340N【典例1】

4、（2010·广州高一检测）长为L的轻绳，其一端固定于O点，另一端连有质量为m的小球，它绕O点在竖直平面内做圆周运动.求：（1）小球刚好到达最高点时的速度；（2）小球到达最高点速度为时绳受到的拉力.【思路点拨】本题可按如下思路分析：【自主解答】（1）小球刚好到达最高点的临界条件是绳的拉力为0，只有重力提供向心力，在最高点由牛顿第二定律得：解得（2）小球在最高点受重力和绳的拉力作用，其合力提供向心力，由牛顿第二定律得F+mg=解得F=3mg，由牛顿第三定律得绳受到的拉力F′=F=3mg.答案：（1）（2）3mg【互动探究】若轻绳换为轻杆，小球在最高点时，求：

5、（1）当时，小球受杆的作用力大小和方向；（2）当时，小球受杆的作用力大小和方向.【解析】（1）小球在最高点受力如图所示，由牛顿第二定律得mg-N1=解得N1=mg,方向竖直向上.（2）对小球由牛顿第二定律得mg-N2=解得N2=-mg,负号说明N2与规定方向相反，故小球受到杆的作用力N2=mg,方向竖直向下.答案：（1）mg方向竖直向上（2）mg方向竖直向下【典例2】（2010·秦皇岛高一检测）火车以半径r=900m转弯，火车质量为8×105kg，轨道宽为l=1.4m，外轨比内轨高h=14cm,为了使铁轨不受轮缘的挤压，火车的速度应为多大？（g取10m/

6、s2）【思路点拨】解答本题应该把握以下三点：【标准解答】若火车在转弯时不受挤压，即由重力和支持力的合力提供向心力，火车转弯平面是水平面.火车受力如图所示，由牛顿第二定律得：F=mgtanα=①由于α很小，可以近似认为tanα=sinα=②解①②式得：v=30m/s【变式训练】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（如图），弯道处的圆弧半径为R，若质量为m的火车转弯时速度小于则（）A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压C.这时铁轨对火车的支持力等于mg/cosθD.这时铁轨对火车的支持力小于mg/cosθ【解析】

7、选A、D.若火车以规定速度v0行驶，则火车的向心力等于它所受到的重力mg与支持力N的合力，即mgtanθ=所以v0=若车速小于v0，则内轨对内侧轮产生侧压力F，如图所示.此时Fsinθ+Ncosθ=mg,即Ncosθ

8、把摩托车与人看成一个整体，其受力情况如图所示：重力Mg、支持力N以及静摩擦力f，