高一物理匀速圆周运动的实例分析

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1、[高一物理学案]5.62 匀速圆周运动的实例分析(习题课)Ⅰ学习目标1、进一步掌握匀速圆周运动的有关知识,知道向心力和向心加速度的公式也适用于变速圆周运动2、会求变速圆周运动中,物体在特殊点的向心力和向心加速度。3、会在具体问题中分析向心力的来源,熟练应用匀速圆周运动的有关公式分析和计算有关问题。Ⅱ复习提问1.举出几个在日常生活中遇到的物体做圆周运动的实例,并说明这些实例中的向心力来源。2.火车转弯处,外轨略高于内轨,试用圆周运动的有关知识,说明这样设计的优点是什么?并画出受力分析图。3、应用向心力公式解题的一般步骤:(1)明确研究对象

2、:解题时要明确所研究的是哪一个做圆周运动的物体。(2)确定物体做圆周运动的轨道平面,并找出圆心和半径。(3)确定研究对象在某个位置所处的状态,分析物体的受力情况,判断哪些力提供向心力.这是解题的关键。(4)根据向心力公式列方程求解。Ⅲ例题精讲【例题1】如图1所示,汽车质量为1.5×104kg,以不变的速率先后驶过凹形桥面和凸形桥面,桥面圆弧半径为15m,如果桥面承受的最大压力不得超过2.0×105N,汽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?(g=10m/s2)图1【例题2】绳系着装有水的水桶,在竖直平面内做圆周运

3、动,水的质量m=0.5kg,绳长l=60cm,求:(1)最高点水不流出的最小速率?(2)水在最高点速率v=3m/s时,水对桶底的压力?思考:若本题中将绳换成轻杆,将桶换成球,上面所求的临界速率还适用吗?Ⅳ课堂练习1.如图所示,质量为m的小球用细线悬于O点,可在竖直平面内做圆周运动,到达最高点时的速度(l为细线长),则此时细线的张力为_____,若到达最高点时的速度时,细线的张力为_____2、铁路转弯处的圆弧半径是R,内侧和外侧的高度差为h,L是两轨间距离,当列车的转弯速率大于_____时,外侧铁轨与轮缘间发生挤压。3、如图所示,

4、质量为m的滑块滑到圆弧轨道的最低点时速度大小为v,已知圆弧轨道的半径是R,则滑块在圆弧轨道最低点时对轨道的压力是_____.4、半径为R的圆筒A,绕其竖直中心轴匀速转动,其内壁上有一质量为m的物体B,B一边随A转动,一边以竖直的加速度a下滑,AB间的动摩擦因数为μ,A转动的角速度大小为_____.5、在水平面上转弯的汽车,向心力是A.重力与支持力的合力B.静摩擦力C.滑动摩擦力D.重力、支持力、牵引力的合力6、用细绳拴着质量为m的物体,在竖直平面内做圆周运动,则下列说法正确的是A.小球过最高点时,绳子张力可以为0B.小球过最高点时的最小速

5、度是0C.小球做圆周运动过最高点的最小速度是D.小球过最高点时,绳子对小球的作用力可以与所受重力方向相反7、汽车在倾斜的轨道上转弯如图所示,弯道的倾角为θ,半径为r,则汽车完全不靠摩擦力转弯的速率是(设转弯半径水平)A.B.C.D.参考答案:1.03mg2.3.4.5.B6.AC7.CⅤ课后作业课后完成下面的练习:1.为了消除火车车轮对路轨的侧向压力,铁路弯道处内、外轨不在同一水平面上,其高度差是根据和而设计的。若列车行驶的速率过大,则轨必受到车轮对它向的压力(填“内”或“外”)2.如右图所示,用细线吊着一个质量为m的小球,使小球在水平

6、面内做匀速圆周运动,关于小球的受力情况,正确的是A.重力、绳子的拉力、向心力B.重力、绳的拉力C.重力D.以上说法均不正确3.一辆载重车在丘陵地行驶,地形如图所示。轮胎已经很旧,为防爆胎,应使车经何处的速率最小?4.质量为4000kg的汽车,通过半径为40m的凸形桥顶端时,对桥顶的压力正好为零,则汽车的速度大小为m/s。(g取10m/s2)5.如图为工厂中的行车示意图.设钢丝长3m,用它吊着质量为2.7t的铸件,行车以2m/s的速度匀速行驶,当行车突然刹车停止时钢丝中受到的拉力为N.6.如图,轻杆OA长=0.5m,在A端固定一小

7、球,小球质量m=0.5kg,以O点为轴使小球在竖直平面内做圆周运动,当小球到达最高点时,小球的速度大小为v=0.4m/s,求在此位置时杆对小球的作用力.g取10m/s2。7.设列车两轨间距为,拐弯处圆弧形的轨道半径为R.若施工设计外轨高于内轨h的高度(h<<),则要保证列车在通过此弯道时内、外轨皆不受轮缘的挤压,速度应为多大?若车速大于或小于这个速度,内、外轨正在侧向受力如何?(参照课本上的实物图)8.水平圆盘绕竖直轴以角速度ω匀速转动.一个质量为50kg的人坐在离轴m处随盘一起转动.设人与盘的最大静摩擦力均为体重的0.3倍,求(1)ω

8、为多大时,人开始相对盘滑动.(2)此时离中心r′=0.4m处的质量为100kg的另一个人是否已相对滑动?简述理由.(取g=10m/s2) 参考答案:1..转弯处轨道的半径规定的行驶速度外外

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