高一物理新人教版必修二学案 5.7 生活中的圆周运动

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5.7生活中的圆周运动学案（人教版必修2）1．火车转弯时实际是在做圆周运动，因而具有____________，需要__________．如果转弯时内外轨一样高，则由____________________提供向心力，这样，铁轨和车轮易受损．如果转弯处外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力不再是竖直向上的，而是________________，它与重力的合力指向________，为火车提供了一部分向心力，减轻了轮缘与外轨的挤压．适当设计内外轨的高度差，使火车以规定的速度行驶时，转弯需要的向心力几乎完全由________________________提供．2．当汽车以相同的速率分别行驶在凸形桥的最高点和凹形桥的最低点时，汽车对桥的压力的区别如下表所示.内容项目凸形桥凹形桥受力分析图以a方向为正方向，根据牛顿第二定律列方程mg－FN1＝mFN1＝mg－mFN2－mg＝mFN2＝mg＋m牛顿第三定律FN1′＝FN1＝mg－mFN2′＝FN2＝mg＋m讨论v增大，FN1′减小；当v增大到时，FN1′＝0v增大，FN2′增大，只要v≠0，FN1′mv2/r时，物体就会向内侧移动，做________运动；所受的合外力F合突然减小，即F合v0时，火车对外轨有向外的侧向压力C．当火车的速率v>v0时，火车对内轨有向内的挤压力D．当火车的速率v课堂探究练1．ABD2．0.195m解析　火车在转弯时所需的向心力由火车所受的重力和轨道对火车支持力的合力提供的，如图所示，图中h为两轨高度差，d为两轨间距，mgtanα＝m，tanα＝，又由于轨道平面和水平面间的夹角一般较小，可近似认为：tanα≈sinα＝.因此：＝，则h＝＝m＝0.195m.点评　近似计算是本题的关键一步，即当角度很小时：sinα≈tanα.3．B4．(1)10m/s　(2)105N解析　(1)汽车在凹形桥底部时对桥面压力最大，由牛顿第二定律得：FN－mg＝m.代入数据解得vmax＝10m/s.(2)汽车在凸形桥顶部时对桥面压力最小，由牛顿第二定律得：mg－FN′＝.代入数据解得FN′＝105N.由牛顿第三定律知汽车对桥面的最小压力等于105N.点评　(1)汽车行驶时，在凹形桥最低点，加速度方向竖直向上，汽车处于超重状态，故对桥面的压力大于重力；在凸形桥最高点，加速度方向竖直向下，处于失重状态，故对桥面的压力小于重力．(2)汽车在拱形桥的最高点对桥面的压力小于或等于汽车的重力．①当v＝时，FN＝0.-5- ②当v>时，汽车会脱离桥面，发生危险．③当0≤v<时，0mg，物体处于超重状态；若mg＝m，则FN＝0.]点评　物体在竖直平面内做圆周运动时，在最高点处于失重状态；在最低点处于超重状态．6．C　[物体之所以产生离心现象是由于F合＝F向