5.7 生活中的圆周运动 课件 -2021-2022学年高一下学期物理人教版必修2

7. 生活中圆周运动 一、火车转弯问题--水平面内的圆周运动 外轨 外轮 内轮 内轨 火车车轮与铁轨的构造 1、火车转弯处内外轨无高度差 2、火车转弯处外轨高于内轨 怎样转弯最安全？ 由分析知，当火车对铁轨无侧压力时，即火车所受重力和铁轨支持力的合力提供向心力时，转弯最安全。则： 设火车轨距为L，垫的高度为h.在θ很小时，有 2、火车转弯处外轨高于内轨 设火车转弯时的速度为v，讨论： （1）当V=V0时，铁轨无侧压力； （2）当V>V0时，外轨受到侧压力； （3）当V<V0时，内轨受侧压力。 [精典示例] [例1](2019·河南省实验中学高一下期中)(多选)如图5所示，铁路转弯处外轨应略高于内轨，若在某转弯处规定行驶的速度为v，则下列说法中正确的是(　　) A.若火车行驶到转弯处的速度大于规定速度v，火车将对外轨有侧向的挤压作用 B.弯道半径越大，火车所需向心力越大 C.若火车行驶到转弯处的速度小于规定速度v，火车将对外轨有侧向的挤压作用 D.若火车要提速行驶，而弯道半径不变，弯道的坡度应适当增大 AD 二、汽车过拱桥问题--竖直面内的圆周运动 1、凸形桥 质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的凸形桥,如图所示,求汽车在桥顶时对路面的压力是多大? h mg FN O r 解：对物体受力分析，由牛顿第二定律： 失重 由牛顿第三定律知 做平抛运动 二、汽车过拱桥问题--竖直面内的圆周运动 2、凹形桥 质量为m 的汽车以恒定的速率v通过半径为r的凹形桥,如图所示,求汽车经过最低点时对路面的压力是多大? 解：对物体受力分析，由牛顿第二定律： 超重 由牛顿第三定律知 mg FN [课时达标训练] 2、(汽车过拱形桥问题)城市中为了解决交通问题，修建了许多立交桥。如图14所示，桥面是半径为R的圆弧形的立交桥AB横跨在水平路面上，一辆质量为m的小汽车，从A端冲上该立交桥，小汽车到达桥顶时的速度大小为v1，重力加速度为g，若小汽车在上桥过程中保持速率不变，则(　　) A.小汽车通过桥顶时处于失重状态 B.小汽车通过桥顶时处于超重状态 C.小汽车在上桥过程中受到桥面的支持力大小为 D.小汽车到达桥顶时的速度必须大于√gr A 三、航天器中的失重现象 将地球看作凸形桥，航天器看作汽车。质量为m的航天员，航天员的重力和座舱对航天员的支持力的合力提供向心力，满足： 四