第六章 6.4 生活中的圆周运动-【精彩三年】2020-2021学年高中新教材物理必修第二册课程探究与巩固配套PPT（人教版 浙江专版）

杭州良品图书有限公司 精彩三年课程探究与巩固 物理 必修第二册 第六章　圆周运动 6．4　生活中的圆周运动 * 1．火车转弯时，做圆周运动的轨道平面在水平面内。 2．在火车转弯处外轨略高于内轨，火车转弯时铁轨对火车的支持力FN的方 向斜向弯道的内侧。火车以规定的速率v0通过某转弯轨道时，能使内、 外轨道均不受侧压力，火车所受重力和支持力的合力(沿水平方向)提供 向心力。 3．若火车转弯时的速率v＞v0(规定的速率)，火车的外侧轮缘与外轨道之间 产生挤压；若火车转弯时的速率v＜v0，火车的内侧轮缘与内轨道之间 产生挤压。 【思辨】 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)铁道转弯处内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故。(　　) (2)铁道转弯处外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减小轮缘与铁轨间的相互挤压。(　　) (3)因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车翻倒。(　　) × √ × 1．汽车过拱形桥时的运动可看成竖直面内的圆周运动。 2．汽车过拱形桥的最高点时，受重力mg和桥的支持力FN，这两个力的合 力方向向下，提供汽车做圆周运动需要的向心力。 3．汽车过凹形路面的最低点时，受重力mg和路面的支持力FN，这两个力 的合力方向向上，提供汽车做圆周运动需要的向心力。 4．汽车对桥(路面)的压力与桥对汽车的支持力是一对作用力和反作用力， 根据牛顿第三定律，它们等大、反向、作用在一条直线上。 【思辨】 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)汽车过拱形桥的最高点时，它受的重力一定等于向心力。(　　) (2)汽车过拱形桥的最高点时，它受的重力可能大于向心力。(　　) (3)汽车过凹形路面的最低点时，它受的支持力FN一定等于向心力。(　　) × √ × 如图所示，物体在合力F的作用下做匀速圆周运动，当 合力突然消失时，即F＝0时，物体将沿切线飞出去；当 合力小于向心力即F＜mrω2时，物体将沿切线和圆周之 间的某条曲线运动，离圆心越来越远。 1．离心运动：做匀速圆周运动的物体，在所受合力突然消失或者不足以提 供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运 动叫作离心运动。 2．物体做离心运动的条件：外力突然消失或者不足以提供圆周运动所需的 向心力。 3．离心运动的应用：(1)离心干燥器；(2)离心沉淀器等。 4．离心运动的防止：(1)车辆转弯时要限速；(2)转动的砂轮和飞轮要限速 等。 【思辨】 判断题(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)物体一直不受外力的作用时，可能做离心运动。(　　) (2)做匀速圆周运动的物体，在外界提供的向心力突然变大时做离心运动。 (　　) (3)做匀速圆周运动的物体，只要向心力的数值发生变化就将做离心运动。 (　　) (4)做匀速圆周运动的物体，当外界提供的向心力突然消失或数值变小时将做离心运动。(　　) × × × √ 为了防止火车在转弯时脱轨，铁路在弯道处的 内外轨道高度是不同的，已知内外轨道与水平 面之间的倾角为θ，弯道处的圆弧半径为R，若 火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力，则火车所受重力和支持力的合力提供向心力。由图，FNcos θ＝mg， 解得FN＝；F合＝mg tan θ，故mg tan θ＝， 解得v＝。 若质量为m的火车转弯时的速度大于 这时火车离心，外轨 对火车的作用力沿着轨道平面向下，可以把这个力正交分解为水平方向和竖直向下方向的两个分力，由于竖直向下的分力的作用，使支持力竖直向上的分力变大，也就使支持力变大，大于内、外轨没有被火车轮缘挤压时的支持力。 例1 (多选)铁路在弯道处的内外轨道高度是不同的，已知内外轨道平面与水平面倾角为 θ，弯道处的圆弧半径为 R，则质量为 m 的火车在该弯道处转弯时，以下说法中正确的是(　 　) AD A．若火车行驶速度等于，则内、外轨道均不受车轮轮 缘挤压 B．若火车行驶速度大于，内轨对内侧车轮轮缘有挤压 C．若火车行驶速度小于，外轨对外侧车轮轮缘有挤压 D．若火车行驶速度等于，这时铁轨对火车的支持力 等于 【解析】 若火车以某一速度v通过某弯道时，内、外轨道均不受侧压力，火车所受重力和支持力的合力提供向心力，F合＝mg tan θ，故mg tan θ＝，解得v＝，故A正确；若速度大于，则重力和支持力提供的合力小于需要的向心力，火车做离心运动，外轨对外侧车轮轮缘有挤压，故B错误；若速度小于，则重力和支持力提供的合