09年高一物理勻速圓周運動的實例分析

1、高一物理學案5.62勻速圓周運動的實例分析（習題課） 學習目標1、進一步掌握勻速圓周運動的有關知識，知道向心力和向心加速度的公式也適用于變速圓周運動2、會求變速圓周運動中，物體在特殊點的向心力和向心加速度。3、會在具體問題中分析向心力的來源，熟練應用勻速圓周運動的有關公式分析和計算有關問題。 復習提問1舉出幾個在日常生活中遇到的物體做圓周運動的實例，并說明這些實例中的向心力來源。2火車轉彎處，外軌略高于內軌，試用圓周運動的有關知識，說明這樣設計的優(yōu)點是什么？并畫出受力分析圖。3、應用向心力公式解題的一般步驟：（1）明確研究對象：解題時要明確所研究的是哪一個做圓周運動的物體。（2）確定物體做圓周

2、運動的軌道平面，并找出圓心和半徑。（3）確定研究對象在某個位置所處的狀態(tài)，分析物體的受力情況，判斷哪些力提供向心力.這是解題的關鍵。（4）根據(jù)向心力公式列方程求解。 例題精講【例題1】如圖1所示，汽車質量為1.5×104 kg，以不變的速率先后駛過凹形橋面和凸形橋面，橋面圓弧半徑為15 ，如果橋面承受的最大壓力不得超過2.0×105 N，汽車允許的最大速率是多少?汽車以此速率駛過橋面的最小壓力是多少?（10 m/s2）圖1【例題2】繩系著裝有水的水桶，在豎直平面內做圓周運動，水的質量m0.5 kg，繩長l60 cm，求：（1）最高點水不流出的最小速率?（2）水在最高點速率v

3、3 m/s時，水對桶底的壓力?思考：若本題中將繩換成輕桿，將桶換成球，上面所求的臨界速率還適用嗎? 課堂練習1.如圖所示，質量為m的小球用細線懸于O點，可在豎直平面內做圓周運動，到達最高點時的速度 （l為細線長），則此時細線的張力為_，若到達最高點時的速度時，細線的張力為_2、鐵路轉彎處的圓弧半徑是R，內側和外側的高度差為h，L是兩軌間距離，當列車的轉彎速率大于_時，外側鐵軌與輪緣間發(fā)生擠壓。3、如圖所示，質量為m的滑塊滑到圓弧軌道的最低點時速度大小為v，已知圓弧軌道的半徑是R，則滑塊在圓弧軌道最低點時對軌道的壓力是_.4、半徑為R的圓筒A，繞其豎直中心軸勻速轉動，其內壁上有一質量為m的物體B

4、，B一邊隨A轉動，一邊以豎直的加速度a下滑，AB間的動摩擦因數(shù)為，A轉動的角速度大小為_.5、在水平面上轉彎的汽車，向心力是A重力與支持力的合力 B靜摩擦力 C滑動摩擦力D重力、支持力、牽引力的合力6、用細繩拴著質量為m的物體，在豎直平面內做圓周運動，則下列說法正確的是A小球過最高點時，繩子張力可以為0 B小球過最高點時的最小速度是0C小球做圓周運動過最高點的最小速度是D小球過最高點時，繩子對小球的作用力可以與所受重力方向相反7、汽車在傾斜的軌道上轉彎如圖所示，彎道的傾角為，半徑為r，則汽車完全不靠摩擦力轉彎的速率是（設轉彎半徑水平）A B C D參考答案：10 3 mg 2 3 45B 6A

5、C 7C 課后作業(yè)課后完成下面的練習：1為了消除火車車輪對路軌的側向壓力，鐵路彎道處內、外軌不在同一水平面上，其高度差是根據(jù) 和 而設計的。若列車行駛的速率過大，則 軌必受到車輪對它向 的壓力（填“內”或“外”）2如右圖所示，用細線吊著一個質量為的小球，使小球在水平面內做勻速圓周運動，關于小球的受力情況，正確的是A重力、繩子的拉力、向心力B重力、繩的拉力C重力D以上說法均不正確3一輛載重車在丘陵地行駛，地形如圖所示。輪胎已經很舊，為防爆胎，應使車經何處的速率最小?4質量為4000 kg的汽車，通過半徑為40 m的凸形橋頂端時，對橋頂?shù)膲毫φ脼榱?，則汽車的速度大小為 m/s。（取10 m/s2

6、）5如圖為工廠中的行車示意圖.設鋼絲長3 ，用它吊著質量為2.7 t的鑄件，行車以2 m/s的速度勻速行駛，當行車突然剎車停止時鋼絲中受到的拉力為 N.6如圖，輕桿OA長0.5m，在A端固定一小球，小球質量0.5 kg，以O點為軸使小球在豎直平面內做圓周運動，當小球到達最高點時，小球的速度大小為v0.4 m/s，求在此位置時桿對小球的作用力.g取10 m/s2。7設列車兩軌間距為，拐彎處圓弧形的軌道半徑為R.若施工設計外軌高于內軌h的高度（h<<），則要保證列車在通過此彎道時內、外軌皆不受輪緣的擠壓，速度應為多大?若車速大于或小于這個速度，內、外軌正在側向受力如何?（參照課本上的實物圖）8水平圓盤繞豎直軸以角速度勻速轉動.一個質量為50kg的人坐在離軸m處隨盤一起轉動.設人與盤的最大靜摩擦力均為體重的0.3倍，求（1）為多大時，人開始相對盤滑動.（2）此時離中心=0.4 m處的質量為100kg的另一個人是否已相對滑動?簡述理由.（取g10 m/s2）參考