2.3 圆周运动的实例分析（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（教科版2019）

新知学习（六） 2.选BD座轮的运动周期T=2B=红，A错误：根据线速 [典例]选B取该同学与踏板为研究对象，该同学身高相 对于秋千的绳长可忽略不计，可以把该同学与踏板看成质 度与角速度的关系，可得v=ωR,B正确：座舱做匀速圆周 运动，摩天轮对座舱的作用力与重力大小不相等，其合力提 点。当该同学荡到秋千支架的正下方时，由牛顿第二定律 供向心力，合力大小为F。=wR,故C错误、D正确。 有2F-mg=mZ,代入数据解得F=410N,最接近选项 B,选项B正确。 第3节 圆周运动的实例分析 [针对训练] 落实必备知识 1.选C因为圆盘转速不断增大，所以橡皮块将随圆盘一起 预读教材] 进行加速圆周运动，此时摩擦力「既要提供指向圆心的向 心力，又要提供与运动方向相同的切向力，所以合力方向应 该在轨道内侧且与速度成锐角，故C项正确。 mg-N N-mg mg一m mg十mR 越小越大 2.选CD如图所示，对小球进行受力分析，它 受重力和绳子拉力的作用，向心力是指向圆 心方向的合力。因此，可以说是小球所受合 1.圆锥摆 2.(1)mgtan a (2)lsin a (3)mo'r (4)g 力沿绳方向的分力，也可以说是各力沿绳方 22 A沧FA 向的分力的合力，故C、D正确。 三、 2.向心力3.(1)外轨对轮缘的弹力(2)重力支持力 浸润学科素养和核心价值 ig 四 1.沿切线方向2.合力不足以 1.选BC悬线与钉子碰撞前后，水平方向没有外力改变小球 情境创设] 的速度，故小球线速度不变，由仙=”，小球运动半径突然 1.(1)×(2)/(3)/(4)/(5)× 2.提示：以A为受力对象，受力分析如图所示， 变为原来的号，角速度增大为原来的2倍，由F向=m可！ 重力和拉力的合力提供向心力， 则对于A:F为=ngtan0 知，向心力突然增大为原来的2倍，又由F,一mg=m 22 同理对于B:F向'=gtan a 变为原来的一半，F,并没有增大为原来的2倍，综上所述， 所以向心力之比为：tan0:tana。 选项B、C正确，A、D错误。 3.提示：火车转弯时外轨与内轨高度不一样，外 2.解析：根据对小球的受力分析，可得小球的向心力 轨高、内轨低。火车的车轮设计有突出的轮 F=mgtan 0 缘，车轮的轮缘卡在铁轨之间。 根据牛顿第二定律可得小球运动的向心加速度 4.提示：当滚筒高速旋转时，衣服紧贴着筒壁随圆简高速转 a=F =gtan 0 ① 动，衣服上的水滴的附着力不足以提供随圆筒转动的向心 力时，水滴会做离心运动从圆筒的小孔中被甩出。 根据几何关系可知小球做圆周运动的半径 强化关键能力 r=lsin 0 把向心加速度公式a=wr和②式代入①式，可得 新知学习（一） 活动探究] 提示：(1)①当汽车行驶到拱形桥的桥顶时，重力与支持力的 从此式可以看出，当小球运动的角速度增大时，夹角也随之 增大。因此，要增大夹角日，应该增大小球运动的角速度w。 合力提供向心力，即mg一N=m只：此时汽车对桥面的压力 答案：见解析 3.解析：(1)在该实验中，通过纸上的圆测量钢球做匀速圆周 N=mg一m尺，即汽车对桥面的压力小于汽车的重力。 运动的半径R,可计算钢球运动时向心力的大小F一 2 ②由N=mg一m尺可知，当汽车的速度增大时，汽车对桥面 的压力减小，当汽车对桥面的压力为零时，汽车的重力提供向 (2)钢球在水平方向受到的合力F。=mg·尺。 心力，此时汽车的建度达到最大，由mg=m日，得 (4)为了增强实验结论的可靠性，第(1)问中的周期T可用 √gR,如果汽车的速度超过此速度，汽车将离开桥面。 秒表记录运动几圈所用的总时间1，再由T=乙计算得到。 (2)当汽车行驶到凹形路面的最低点时，重力与支持力的合力 答案：见解析 提供向心力，即N一mg=mR:此时汽车对路面的压力N 二 1.选A圆周运动中线速度定义为单位时间内通过的圆孤长， g十m尽，即汽车对路面的压力大于汽车的重力。 即=，所以线速度大小之比为4：3，A正确：角速度定义 [针对训练] 1.选D玩具车运动到最高，点时，受向下的重力和向上的支 为单位时间内转过的孤度角，即ω=巴，且运动方向改变角 持力作用，根据牛颜第二定律有mg一N=m农，即N=mg 度等于圆心角，所以角速度大小之比为3：2，B错误；半径R 2 一mR<mg,根据牛顿第三定律可知玩具车对桥面的压力 =卫，即半径之比为8：9，C错误；向心加速度a=w,即向 w 大小与Ⅳ相等，所以玩具车通过拱形桥顶端时速度越大 心加速度大小之比为2：1，D错误。 (未离开拱形桥)，示数越小，故D项正确。 201 2.解析：(1)汽车驶至过水路面的底部时，由牛顿第二定律得（2)小球通过最高点时的速度大小为4m/s时，拉力和重力 N-mg=m-，代入