6.4 生活中的圆周运动（学案）-【新课程学案】新教材2022-2023学年高中物理必修第二册（人教版2019）

点的线速度与半径成正比，由a=ω3r可知A，B两点的向心代入上式得合= 加速度与半径成正比，则有ω_A=ω_B﹐v_A^⋮v_B=3∶1，a_A∶a_B =3︰1，因此v_A^∶v_B·v_c=3︰1︰1，ω_A·ω_B︰w_C=2∶2∶所以内外轨的高度差为h==20^1.435m≈0.195m。gr--9.8×300 1，a_A^♮a_B^∶a_C=6∘2∶1，故A，B，C正确，D错误。 （2)①如果车速v≥72km/h，火车重力和轨道对火车的支持 [针对训练] 1.选C_组扣在转动过程中ω=2πn=100πrad/s，由向心加速力的合力F将小于需要的向心力，所差的向心力仍需由外 度a=ω^2r≈1000m/s^2，C正确。轨对轮缘的弹力来弥补。这样就出现外侧车轮的轮缘向外 2.选D-由题意Q.P分别是大、小齿轮边缘上的点，两者线速挤压外轨的现象。 ②如果车速v≤72km/h，火车重力和轨道对火车的支持力 度相同，根据a=—可知P、Q两点的向心加速度大小之比的合力F将大于需要的向心力，超出的则由内轨对内侧车 为“”=a=号，故D正确，A，B，C错误。 轮轮缘的弹力来平衡，这样就出现内侧车轮的轮缘向里挤压 内轨的现象。 答案：(1)0.195m（2)见解析 浸润学科素养和核心价值[拓展]解析：由于弯道的内外轨一样高，火车所受重力和 ━、… 2.解析：由已知数据可算出飞船的角速度 支持力平衡，向心力由外轨对轮缘的水平向内的侧向弹力提 ω=T=90×6o rad/s≈1.16×10-3rad/s 供。其大小：F=m-=10^∘×300N≈1.33×10^5N 这么大的向心力挤压外轨，可能会造成火车脱轨或翻车 飞船向心加速度的大小a=ω^2r=(1.16×10-3)^2×(6370+事故。 343)×10^3m/s^2≈9.03m/s答案：外轨对轮缘的水平向内的侧向弹力1.33×10^8N 飞船所受的向心力F=mω^2r=8000×(1.16×10-^3)^2×⋮车脱轨或翻车事故 （6370+343)×10^∘N≈7.23×10^∘N。；[针对训经 答案：9.03m/s^27.23×10^4N1.选ABD-火车拐弯时不侧向挤压轮缘，靠重力和支持力的 1.选AB=由于a，b都在同一个辘轳上，因此角速度相等，A正合力提供向心力，根据牛顿第二定律得：mgtanθ=m，解 确；根据v=ωr，由于a点的转动半径是b点的2倍，因此a 点的线速度大于b点的线速度，B正确；根据牛顿第三定律，得：r=ane，故A正确；根据v=\sqrt{grtan}θ，可知火车规定 属对乙拉力等于乙对绳拉力C错误；根据a=ω^r，由于a点的行驶速度大小与质量无关，故B正确；当火车速率大于v 的的现下正是”点的，倍，因此a点的向心加速度大于b点时，重力和支持力的合力不足以提供向心力，此时外轨对火 的向心加速度，D错伏。车轮缘有侧压力，轮缘挤压外轨，故C错误，D正确。 2.选B～在旋转过程中，各点都绕O点转动，所以各点的周期⋮2.选C～汽车转弯时在水平面做圆周运动，所受的力有重力、 是相同的，根据ω=祭可知，A，B两点的角速度也是相等的，力静摩擦力，重力与弹力平衡，径向静摩擦力提供向心 力，故A错误；汽车所受的最大静摩擦力f_mx=1.4×10'N， 根据v=rω可知，B点线速度要大，故A，C，D错误，B正确。由牛顿第二定律可得fmx=mam，解得最大向心加速度 第4节生活中的圆周运动amx-2.0×10^∘m/s=7.0m/s^≤8m/s故B错误；汽车 洛实必备知识转弯的速度为20m/s时，需要的向心力F=m，=2.0× 〔预读教材]“………………。。10^3×。N=1.0×10^4N，所以F<f_m，不会发生侧滑，故C 三、………`提示：(1)①当汽车行驶到拱形桥的桥顶时，重力与支持力的合 1.地球引力。支持力mg-F_、2.\sqrt{gR}力提供向心力，即mg-F_N=mR+此时汽车对桥面的压力 四、…………、 1.远离圆心2.向心力3.(2)规定的速度F_N′=mg-mR，即汽车对桥面的压力小于汽车的重力。 [情境创设]②由F_N′=mg-mR可知，当汽车的速度增大时，汽车对桥面 1.提示：火车转弯时外轨与内轨高度不一样，外轨高，内轨低。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 。下的车轮设计有突出的轮缘，车轮的轮缘卡在铁轨之间。 2.1_×，（2)√，（3)、（4)、（)心力，此时汽车的速度达到最大，由mg=mR，得v_m= 3.提示：航天器中的物体不会对航天器产生压力。 4.提示：当滚筒高速旋转时，衣服紧贴着筒壁随滚筒高速转动，\sqrt{gR}，如果汽车的速度超过此速度，汽车将离开桥面。 衣服上的水滴的附着力不足以提供随滚筒转动的向心力时